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IRRIGATION ET DRAINAGE

IRRIGATION Introduction

Leau est une ressource essentielle agrave la vie Elle fait lobjet dutilisations tregraves diverses par

lhomme Indispensable dans la production agricole deacutenergie et dindustrie

Fragile et limiteacutee la ressource en eau est de plus en plus menaceacutee par les conseacutequences

des activiteacutes humaines Le nombre croissant dutilisateurs oblige aujourdhui agrave geacuterer cette

ressource de maniegravere inteacutegreacutee et efficace dans une perspective de long terme et ainsi agrave trouver

des solutions innovantes pour reacutepondre agrave la demande Lagriculture est de loin lrsquoindustrie ayant

la plus grande consommation drsquoeau Lirrigation des reacutegions agricoles repreacutesente 70 de leau

utiliseacutee dans le monde entier

Dans plusieurs pays en voie de deacuteveloppement lirrigation repreacutesente jusquagrave 95 de

toutes les utilisations deau et joue un rocircle important dans la production de nourriture et la

seacutecuriteacute alimentaire Les futures strateacutegies de deacuteveloppement agricole de la plupart de ces pays

deacutependent de la possibiliteacute de maintenir drsquoameacuteliorer et drsquoeacutetendre lagriculture irrigueacutee

Dautre part il existe une pression croissante sur les ressources en eau amplifieacutee par la

concurrence des autres secteurs utilisateurs drsquoeau et par le respect de lenvironnement

Leau est une ressource qui peut creacuteer des tensions entre diffeacuterents pays se partageant

les mecircmes sources deau Lagriculture irrigueacutee peut entraicircner une grande concurrence

puisquelle repreacutesente de 70 agrave 90 de lrsquoutilisation deau dans certaines reacutegions

Lirrigation peut se deacutefinir comme un apport artificiel deau destineacute agrave faciliter la

croissance de cultures drsquoarbres et des pacircturages Les meacutethodes diffegraverent selon que lrsquoeau

srsquoeacutecoule sur la terre (irrigation de surface) y est pulveacuteriseacutee sous pression (irrigation par

aspersion) ou est ameneacutee directement agrave la plante (irrigation localiseacutee)

Dans le domaine de lrsquoirrigation la solution consiste agrave identifier les futurs projets en

adoptant les techniques et les proceacutedeacutes drsquoarrosage qui utilisent drsquoune faccedilon rationnelle et

efficace les volumes drsquoeau reacuteserveacutes

Ce modeste polycopieacute permet de connaicirctre la science drsquoirrigation en passant en premier

lieu par lrsquoeacutevaluation des besoins en eau chez la plante aux relations eausol puis aux diffeacuterentes

techniques drsquoirrigations

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Chapitre I Introduction geacuteneacuterale agrave lrsquoirrigation

Dans le domaine de lrsquoirrigation nous nous preacuteoccupons drsquoabord des mouvements de

lrsquoeau entre les plantes et leur environnement Plus preacuteciseacutement lrsquoirrigation vient combler le

deacuteficit en eau encouru par les plantes durant leur croissance que ce soit pour des raisons

estheacutetiques (irrigation horticole) ou pour des raisons eacuteconomiques (irrigation agricole)

I1Deacutefinition

Le terme laquo irrigation raquo a eacuteteacute deacutefini comme lrsquoapplication drsquoeau compleacutementaire agrave celle

fournie directement par les preacutecipitations naturelles pour la production agricole

Lrsquoirrigation est lopeacuteration consistant agrave apporter artificiellement de lrsquoeau agrave des veacutegeacutetaux

cultiveacutes pour en augmenter la production et permettre leur deacuteveloppement normal en cas de

deacuteficit deau induit par un deacuteficit pluviomeacutetrique un drainage excessif ou une baisse de nappe

en particulier dans les zones arides

I2Techniques drsquoirrigation

On peut distinguer plusieurs techniques drsquoirrigation

manuelle (arrosoir seau) reacuteserveacutee aux tregraves petites surfaces

par eacutecoulement de surface sous le simple effet de la graviteacute au moyen de canaux et

rigoles irrigation gravitaire appeleacutee aussi irrigation de surface irrigation par sillons ou laquo agrave la

raie raquo

par aspersion technique qui consiste agrave reproduire la pluie

par micro aspersion semblable agrave la preacuteceacutedente mais plus localiseacutee donc plus

eacuteconome en eau

par micro-irrigation ou goutte agrave goutte technique eacuteconome en eau et qui permet

deacuteviter le ruissellement mais preacutesente le grave inconveacutenient de charger agrave la longue les sols en

sels qui en modifient les caracteacuteristiques

par infiltration au moyen de tuyaux poreux enterreacutes variante de la technique du

goutte agrave goutte

par inondation ou submersion (cest la technique appliqueacutee dans les riziegraveres ceacutetait

aussi celle qui fertilisait lEacutegypte par les crues du Nil)

I3 Mateacuteriel drsquoirrigation

On peut distinguer deux cateacutegories de mateacuteriels ou drsquoinstallations neacutecessaires agrave

lrsquoirrigation

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ceux servant agrave amener lrsquoeau depuis les sources disponibles (cours deau lacs ou

retenues nappe phreacuteatique)

ceux servant agrave lrsquoirrigation proprement dite crsquoest-agrave-dire agrave distribuer lrsquoeau aux

plantes

Dans la premiegravere cateacutegorie on trouvera forage pompes reacuteseaux drsquoirrigations canaux

norias

Dans la seconde asperseurs canons drsquoarrosage arroseurs automoteurs goutteurs Il

existe par exemple un systegraveme dirrigation agrave pivot central

Chapitre II Paramegravetres et facteurs intervenants en

Irrigation

Le sol est un meacutelange poreux des particules inorganiques ou mineacuterales de matiegravere

organique drsquoair et drsquoeau Le terme sol sera deacutefini comme eacutetant la couche supeacuterieure de la terre

qui peut ecirctre creuseacute et pelleteacute

Les facteurs eacuteleacutementaires de lrsquoirrigation sont

II1 Le sol

Le caractegravere drsquoordre geacuteneacuteral qui doit retenir tout speacutecialement lrsquoattention reacuteside dans la

grande heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute du sol

II11 Lrsquohumiditeacute du sol

Lrsquoeau est retenue dans le sol agrave cause de son attraction naturelle envers les particules de

sol de la mecircme faccedilon qursquoenvers ses propres particules Lrsquoeau est retenue sous la forme drsquoun

film autour drsquoun chaque particule de sol

II12 Topographie

Examiner la pente (facteur capital de lrsquoirrigation) qui conditionne la vitesse de

circulation de lrsquoeau en surface ainsi que le parcellement Les parcelles agrave pente uniforme et de

faible amplitude (zones desservies par les grands barrages se precirctent bien agrave lrsquoirrigation car elles

reacuteduisent les coucircteux travaux de terrassement

II13 Proprieacuteteacutes physiques

Permeacuteabiliteacute et capaciteacute du sol pour lrsquoeau plus la permeacuteabiliteacute est grande plus la

capaciteacute est faible Coheacutesion Le maintien des particules entre elle La force drsquoeacuterosion de lrsquoeau

est drsquoautant plus eacuteleveacutee que la vitesse du liquide est plus grande coheacutesion En outre lrsquoimbibition

du sol reacuteduit par elle-mecircme la force de coheacutesion en dispersant les agreacutegats Les terres lourdes

possegravedent un degreacute de coheacutesion eacuteleveacute peuvent donc utiliser des masses drsquoeau importantes sur

des pentes relativement prononceacutees

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II14 Proprieacuteteacutes chimiques

Matiegraveres organiques En apportant au sol une humiditeacute permanente elle reacutealise les

conditions de milieu ideacuteales pour une rapide transformation des matiegraveres organiques En

acceacuteleacuterant la deacutecomposition de la matiegravere organique lrsquoeau drsquoarrosage tend agrave gacircter le sol

Matiegraveres mineacuterales Lrsquoexcegraves drsquoeau entraine dans les couches profondes du sol ougrave les

substances sont deacutefinitivement perdues il est eacutevident qursquoil ne serait guegravere avantageux

drsquoappliquer des arrosages tregraves suivis sur les terres maigres

II2 Lrsquoeau

Lrsquoutilisateur doit se preacuteoccuper de lrsquoorigine de lrsquoeau de ses qualiteacutes et de son deacutebit Les

besoins en eau domestique eacutetant prioritaires et vu le rocircle central de lrsquoeau pour de nombreux

autres secteurs drsquoactiviteacutes (tourisme industrie hydroeacutelectriciteacute refroidissement des centrales

nucleacuteaires) lagriculture irrigueacutee mecircme si elle reste la principale utilisatrice de leau douce (70

des volumes preacuteleveacutes) doit respecter les dispositifs de controcircle pour laccegraves agrave leau et les

arbitrages entre les diffeacuterents usages

Mais lrsquoadeacutequation entre les demandes croissantes pour leau et la disponibiliteacute des

ressources en eau nest pas toujours controcircleacutee

II21 La qualiteacute physique

La qualiteacute physique dominante est sa tempeacuterature La tempeacuterature optimum peut se

situer aux environs de 25deg pour la majoriteacute des plantes durant la saison active de la veacutegeacutetation

Un apport drsquoeau sur la terre tregraves segraveche peut donner lieu agrave des pheacutenomegravenes drsquohydratation

susceptibles drsquoeacutelever dangereusement la tempeacuterature du sol Crsquoest pourquoi on recommande de

ne pas arroser en pleine chaleur Une eau froide arrivant au contact drsquoun feuillage surchauffeacute

peut eacutegalement causer des accidents

II22 La qualiteacute chimique

Lrsquoeau deacuterive surtout des sels qursquoelle contient en dissolution Certains ions sont utiles

mecircme agrave doses relativement eacuteleveacutees Le calcium qui compense ainsi les pertes de chaux dont il

a eacuteteacute question plus haut Drsquoautres sont utiles agrave tregraves faibles doses puis deviennent rapidement

nocifs lorsque la teneur de lrsquoeau srsquoaccroit crsquoest le cas du magneacutesium De mecircme que lrsquoon a

maintenant recours agrave des essais physiologiques pour deacuteterminer les besoins drsquoun sol en engrais

il ne faut pas heacutesiter agrave appliquer lrsquoeau drsquoirrigation sur des plantes teacutemoins en utilisant la terre

agrave irriguer puisquon ne peut seacuteparer sans crainte drsquoerreur ces deux eacuteleacutements qui reacuteagissent lrsquoun

sur lrsquoautre lrsquoeau et le sol

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II23 Le deacutebit

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau dont on dispose en un temps donneacute par lrsquoarrosage drsquoune

proprieacuteteacute il srsquoexprime en litres par seconde litres par minute ou megravetres cubes par heure

Le deacutebit total ou module geacuteneacuteral pour une proprieacuteteacute se calcule en fonction des besoins

de pointe des cultures dans le cours drsquoune anneacutee On doit tenir compte des pertes en cours de

route srsquoil y a lieu et se meacutenager une petite marge de seacutecuriteacute en cas drsquoaccident Le volume drsquoeau

distribueacute dans chaque eacuteleacutement ou par hectare prend le nom de dose on a donc

Dose = deacutebit x temps drsquoeacutecoulement

II3 Les cultures

Influent sur le mode drsquoirrigation soit par nature qui ne srsquoallie pas avec tous les systegravemes

soit par leurs besoins en eau qui peuvent modifier la rotation des arrosages

II31 Nature des cultures

Impose un systegraveme drsquoirrigation Il faut eacutevidemment que les conditions naturelles

conviennent agrave la fois agrave la plante et agrave son systegraveme drsquoarrosage Si le milieu impose un mode

drsquoirrigation le choix des cultures se restreint Ainsi une pente supeacuterieure agrave 10 neacutecessite les

sillons ou lrsquoarrosage en pluie On ne peut songer agrave y installer eacuteconomiquement des riziegraveres

Lrsquoassolement peut amener agrave modifier le systegraveme drsquoirrigation au cours des anneacutees Pour que ces

changements ne surprennent pas le cultivateur ils doivent ecirctre preacutevus avant lrsquoeacutetablissement du

reacuteseau drsquoarrosage afin qursquoil soit agenceacute en conseacutequence

II32 Besoins des plantes

Varient avec le climat et avec les espegraveces et selon le degreacute drsquoeacutevolution de la veacutegeacutetation

Les modifications dues aux facteurs climatiques sont essentiellement variables drsquoune anneacutee agrave

lrsquoautre suivent le reacutegime des tempeacuteratures de la pluviomeacutetrie des vents hellip

Les besoins sont variables suivant les espegraveces principalement en raison de la dureacutee de

veacutegeacutetation en peacuteriode estivale certaines speacuteculations comme les cultures maraicircchegraveres de

primeur ne neacutecessitant que quelques arrosages au printemps tandis que drsquoautres comme le

dattier reacuteclament de lrsquoeau sur la plus grande partie de lrsquoanneacutee Quelques espegraveces fruitiegraveres

peuvent se contenter drsquoun arrosage de loin en loin (Abricotier olivier) tandis que certaines

neacutecessitent des irrigations suivies (agrumes)

II4 Structure et texture du sol

Sous nos climats lapport deau au sol se fait sous forme de pluie neige roseacutee et

brouillard Toute leau des preacutecipitations natteint pas le sol une part est eacutevaporeacutee directement

pendant et apregraves la pluie les gouttes peuvent ecirctre intercepteacutees en partie par le feuillage Leau

qui atteint le sol ruisselle sinfiltre et reacute humecteacute le sol Les racines absorbent cette eau que la

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tige et les feuilles eacutevaporent par transpiration Une fraction reacuteduite finalement gagne la

profondeur et atteint la nappe

Figure1 place de leau du sol dans le cycle de leau

La teneur en eau est fonction de la porositeacute et de la permeacuteabiliteacute du sol Le volume

maximal deau quun sol peut retenir est la capaciteacute au champ ou capaciteacute de reacutetention du sol

qui deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie du sol Pregraves de la surface le sol nest pas satureacute

les espaces vides contiennent de leau et de lair leau est soumise aux forces de graviteacute et de

capillariteacute

Agrave partir drsquoune certaine profondeur la teneur en eau naugmente plus le sol est satureacute

tous les pores du sol sont remplis deau cette zone satureacutee forme une nappe les forces de graviteacute

sont preacutedominantes

Leau du sol ne repreacutesente que 0064 de leau douce totale son rocircle est cependant

essentiel puisque cest leau quutilisent les racines des plantes

II41 Notion de porositeacute et de permeacuteabiliteacute

Leau peut selon le type de roche peacuteneacutetrer cest la porositeacute de la roche Leau peut

aussi traverser complegravetement la roche cest la permeacuteabiliteacute de la roche

Ces deux paramegravetres fondamentaux repreacutesentent donc

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bull la porositeacute correspondant au volume relatif des vides preacutesents dans la roche (nombre

sans dimension)

bull la permeacuteabiliteacute mesure de laptitude dune roche agrave se laisser traverser par leau

II411 La porositeacute

La porositeacute totale (pt) se deacutefinit de la faccedilon suivante

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Cette porositeacute totale peut se deacutecomposer en pe (porositeacute efficace) cest la quantiteacute

deau de graviteacute contenue dans une roche ou quantiteacute deau mobile cr (capaciteacute de reacutetention)

cest la quantiteacute deau lieacutee aux particules etou capillaire

La porositeacute totale est la somme de ces deux composantes

Pt = pe (porositeacute efficace) + cr (capaciteacute de reacutetention)

Plus la particule est de petite dimension plus la composante pe diminue et donc plus

la composante cr augmente

Tableau1 La porositeacute totale et la porositeacute efficace des sols

Roches poreuses pt () pe ()

Sable et gravier 25 agrave 40 15 agrave 25

Sable fin 30 agrave 35 10 agrave 15

Argile 40 agrave 50 1 agrave 2

Craie 10 agrave 40 1 agrave 5

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 10 agrave 50

Mesurer la porositeacute dune roche

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Il est possible de mesurer le volume total de la roche en mesurant la quantiteacute deau

deacuteplaceacutee lors de son immersion

II412 La permeacuteabiliteacute

Leacutecoulement des eaux souterraines est reacutegi par la loi de Darcy eacutetablie

expeacuterimentalement en 1856 (deacutefinition de la permeacuteabiliteacute)

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a- Dispositif expeacuterimental

Figure2 Dispositif expeacuterimental de la loi de Darcy

On considegravere un tube cylindrique de section S rempli dune roche meuble sur une

hauteur L dans lequel on fait circuler de leau sur une hauteur totale H (dispositif agrave niveau

constant) Lorsque le milieu est satureacute en eau on a deacutebit dentreacutee Qe = deacutebit sortie Qs = Q

Leacutequation de Darcy seacutecrit Q = kSΔHL

k correspond au coefficient de permeacuteabiliteacute de Darcy = permeacuteabiliteacute (ms)

S = surface (msup2)

ΔH = perte de charge (m)

La permeacuteabiliteacute (K) correspond agrave la conductiviteacute hydraulique ce paramegravetre hydraulique

est le volume deau qui percole pendant luniteacute de temps agrave travers luniteacute de surface dune section

et ceci agrave la tempeacuterature de 20degC

Quelques reacutesultats

Tableau 2 La porositeacute totale et la permeacuteabiliteacute des sols

Roches poreuses

Porositeacute totale ()

Permeacuteabiliteacute (mJour)

Sable et gravier 25 agrave 40 1000 agrave 10

Sable fin 30 agrave 35 100 agrave 01

Argile 40 agrave 50 lt 01

Craie 10 agrave 40 100 agrave 1

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 lt 1

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II42 Surveillance de la teneur en eau dans le sol

Lrsquohumiditeacute absolue repreacutesente le nombre de grammes de vapeur drsquoeau preacutesents dans un

volume donneacute rapporteacute agrave la masse drsquoair sec de ce volume exprimeacute en kilogramme Lhumiditeacute

relative sexprime en sa valeur est proche du rapport entre lhumiditeacute absolue porteacutee par lair

et lhumiditeacute absolue maximale quil peut porter lorsquil est satureacute

Pourquoi surveiller lhumiditeacute du sol mecircme si on applique la regravegle simple darroser

avec 254 cm (1 po) deau par semaine pour les cultures horticoles la quantiteacute exacte agrave

administrer agrave une culture deacutepend de combien elle a besoin et de ce que le sol peut emmagasiner

La quantiteacute deau dont la culture a besoin deacutepend de leacutevapotranspiration (ET) qui est

affecteacutee par

bull la tempeacuterature et lhumiditeacute

bull le stade de croissance de la culture

bull le rayonnement solaire

bull la preacutesence de paillis

La quantiteacute deau que le sol peut emmagasiner deacutepend

bull de la texture du sol

bull du de matiegravere organique

bull de la profondeur des racines

Lutilisation de leau et des eacuteleacutements nutritifs est agrave son plus efficace quand leau est

fournie dans les quantiteacutes exigeacutees par la culture et que le sol ne peut en emmagasiner ni plus

ni moins

Capaciteacute de reacutetention autant deau que le sol peut en retenir (plus preacuteciseacutement la

quantiteacute deau retenue dans le sol deux ou trois jours apregraves quil ait eacuteteacute satureacute par des

preacutecipitations Il y a peu de mouvement descendant par graviteacute de leau dans le sol et tregraves peu

de succion capillaire)

Point de fleacutetrissement permanent quantiteacute deau qui reste dans le sol quand le veacutegeacutetal

se fleacutetrit dans une atmosphegravere humide Leau qui reste dans le sol est fortement retenue par les

particules du sol et ne peut ecirctre absorbeacutee par les racines

Eau disponible cest la quantiteacute deau dans le sol qui se situe entre la capaciteacute de

reacutetention et le point de fleacutetrissement permanent Il faut commencer agrave irriguer avant que le sol

natteigne un niveau de 50 de leau disponible

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La capaciteacute au champ quantiteacute drsquoeau retenue dans les premiers niveaux du sol quand

la percolation naturelle vers la profondeur et vers lrsquoaval stoppe - La teneur en eau du sol peut

descendre au-dessous de la capaciteacute au champ et mecircme atteindre le point de fleacutetrissement pregraves

de la surface un courant deau capillaire seacutetablit depuis la profondeur

La reacuteserve utile (RU) quantiteacute drsquoeau que la plante peut theacuteoriquement utiliser dans ses

conditions optimales Cette quantiteacute est toujours lt agrave la capaciteacute de la reacutetention et deacutepend des

plantes La quantiteacute drsquoeau qui reste dans le sol mais qui ne peut pas ecirctre utiliseacutee par les plantes

deacutefinit le point de fleacutetrissement

Chapitre III Les besoins en eau des cultures

La notion deacutevapotranspiration regroupe les deux processus preacuteciteacutes agrave savoir

leacutevaporation directe de leau du sol et la transpiration par les plantes Sur un sol preacutesentant une

couverture veacutegeacutetale mecircme partielle les eacutechanges par transpiration sont quantitativement plus

importants que les eacutechanges par eacutevaporation directe

III1 Processus de transfert drsquoeau dans le veacutegeacutetal

Absorption par les racines

Circulation sous forme liquide dans le systegraveme vasculaire des racines du tronc des

branches des feuilles

Transpiration par les pores stomates des feuilles (= 90 de la transpiration totale)

- La transpiration est un produit direct de la photosynthegravese qui deacutepend du rayonnement

solaire

- La transpiration reacutegule aussi la TdegC de la plante (en srsquoeacutevaporant lrsquoeau emporte une

partie de la chaleur de la plante)

- La transpiration est influenceacutee par

Facteurs climatiques

Nature acircge et deacuteveloppement du feuillage de la plante

Humiditeacute du sol

Si teneur en eau du sol lt teneur min (laquo point de fleacutetrissement raquo) alors les racines ne

parviennent plus agrave tirer lrsquoeau du sol =gt la transpiration cesse le feuillage fleacutetrit la plante meurt

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III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

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Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

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Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

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Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

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III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

2

Chapitre I Introduction geacuteneacuterale agrave lrsquoirrigation

Dans le domaine de lrsquoirrigation nous nous preacuteoccupons drsquoabord des mouvements de

lrsquoeau entre les plantes et leur environnement Plus preacuteciseacutement lrsquoirrigation vient combler le

deacuteficit en eau encouru par les plantes durant leur croissance que ce soit pour des raisons

estheacutetiques (irrigation horticole) ou pour des raisons eacuteconomiques (irrigation agricole)

I1Deacutefinition

Le terme laquo irrigation raquo a eacuteteacute deacutefini comme lrsquoapplication drsquoeau compleacutementaire agrave celle

fournie directement par les preacutecipitations naturelles pour la production agricole

Lrsquoirrigation est lopeacuteration consistant agrave apporter artificiellement de lrsquoeau agrave des veacutegeacutetaux

cultiveacutes pour en augmenter la production et permettre leur deacuteveloppement normal en cas de

deacuteficit deau induit par un deacuteficit pluviomeacutetrique un drainage excessif ou une baisse de nappe

en particulier dans les zones arides

I2Techniques drsquoirrigation

On peut distinguer plusieurs techniques drsquoirrigation

manuelle (arrosoir seau) reacuteserveacutee aux tregraves petites surfaces

par eacutecoulement de surface sous le simple effet de la graviteacute au moyen de canaux et

rigoles irrigation gravitaire appeleacutee aussi irrigation de surface irrigation par sillons ou laquo agrave la

raie raquo

par aspersion technique qui consiste agrave reproduire la pluie

par micro aspersion semblable agrave la preacuteceacutedente mais plus localiseacutee donc plus

eacuteconome en eau

par micro-irrigation ou goutte agrave goutte technique eacuteconome en eau et qui permet

deacuteviter le ruissellement mais preacutesente le grave inconveacutenient de charger agrave la longue les sols en

sels qui en modifient les caracteacuteristiques

par infiltration au moyen de tuyaux poreux enterreacutes variante de la technique du

goutte agrave goutte

par inondation ou submersion (cest la technique appliqueacutee dans les riziegraveres ceacutetait

aussi celle qui fertilisait lEacutegypte par les crues du Nil)

I3 Mateacuteriel drsquoirrigation

On peut distinguer deux cateacutegories de mateacuteriels ou drsquoinstallations neacutecessaires agrave

lrsquoirrigation

3

ceux servant agrave amener lrsquoeau depuis les sources disponibles (cours deau lacs ou

retenues nappe phreacuteatique)

ceux servant agrave lrsquoirrigation proprement dite crsquoest-agrave-dire agrave distribuer lrsquoeau aux

plantes

Dans la premiegravere cateacutegorie on trouvera forage pompes reacuteseaux drsquoirrigations canaux

norias

Dans la seconde asperseurs canons drsquoarrosage arroseurs automoteurs goutteurs Il

existe par exemple un systegraveme dirrigation agrave pivot central

Chapitre II Paramegravetres et facteurs intervenants en

Irrigation

Le sol est un meacutelange poreux des particules inorganiques ou mineacuterales de matiegravere

organique drsquoair et drsquoeau Le terme sol sera deacutefini comme eacutetant la couche supeacuterieure de la terre

qui peut ecirctre creuseacute et pelleteacute

Les facteurs eacuteleacutementaires de lrsquoirrigation sont

II1 Le sol

Le caractegravere drsquoordre geacuteneacuteral qui doit retenir tout speacutecialement lrsquoattention reacuteside dans la

grande heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute du sol

II11 Lrsquohumiditeacute du sol

Lrsquoeau est retenue dans le sol agrave cause de son attraction naturelle envers les particules de

sol de la mecircme faccedilon qursquoenvers ses propres particules Lrsquoeau est retenue sous la forme drsquoun

film autour drsquoun chaque particule de sol

II12 Topographie

Examiner la pente (facteur capital de lrsquoirrigation) qui conditionne la vitesse de

circulation de lrsquoeau en surface ainsi que le parcellement Les parcelles agrave pente uniforme et de

faible amplitude (zones desservies par les grands barrages se precirctent bien agrave lrsquoirrigation car elles

reacuteduisent les coucircteux travaux de terrassement

II13 Proprieacuteteacutes physiques

Permeacuteabiliteacute et capaciteacute du sol pour lrsquoeau plus la permeacuteabiliteacute est grande plus la

capaciteacute est faible Coheacutesion Le maintien des particules entre elle La force drsquoeacuterosion de lrsquoeau

est drsquoautant plus eacuteleveacutee que la vitesse du liquide est plus grande coheacutesion En outre lrsquoimbibition

du sol reacuteduit par elle-mecircme la force de coheacutesion en dispersant les agreacutegats Les terres lourdes

possegravedent un degreacute de coheacutesion eacuteleveacute peuvent donc utiliser des masses drsquoeau importantes sur

des pentes relativement prononceacutees

4

II14 Proprieacuteteacutes chimiques

Matiegraveres organiques En apportant au sol une humiditeacute permanente elle reacutealise les

conditions de milieu ideacuteales pour une rapide transformation des matiegraveres organiques En

acceacuteleacuterant la deacutecomposition de la matiegravere organique lrsquoeau drsquoarrosage tend agrave gacircter le sol

Matiegraveres mineacuterales Lrsquoexcegraves drsquoeau entraine dans les couches profondes du sol ougrave les

substances sont deacutefinitivement perdues il est eacutevident qursquoil ne serait guegravere avantageux

drsquoappliquer des arrosages tregraves suivis sur les terres maigres

II2 Lrsquoeau

Lrsquoutilisateur doit se preacuteoccuper de lrsquoorigine de lrsquoeau de ses qualiteacutes et de son deacutebit Les

besoins en eau domestique eacutetant prioritaires et vu le rocircle central de lrsquoeau pour de nombreux

autres secteurs drsquoactiviteacutes (tourisme industrie hydroeacutelectriciteacute refroidissement des centrales

nucleacuteaires) lagriculture irrigueacutee mecircme si elle reste la principale utilisatrice de leau douce (70

des volumes preacuteleveacutes) doit respecter les dispositifs de controcircle pour laccegraves agrave leau et les

arbitrages entre les diffeacuterents usages

Mais lrsquoadeacutequation entre les demandes croissantes pour leau et la disponibiliteacute des

ressources en eau nest pas toujours controcircleacutee

II21 La qualiteacute physique

La qualiteacute physique dominante est sa tempeacuterature La tempeacuterature optimum peut se

situer aux environs de 25deg pour la majoriteacute des plantes durant la saison active de la veacutegeacutetation

Un apport drsquoeau sur la terre tregraves segraveche peut donner lieu agrave des pheacutenomegravenes drsquohydratation

susceptibles drsquoeacutelever dangereusement la tempeacuterature du sol Crsquoest pourquoi on recommande de

ne pas arroser en pleine chaleur Une eau froide arrivant au contact drsquoun feuillage surchauffeacute

peut eacutegalement causer des accidents

II22 La qualiteacute chimique

Lrsquoeau deacuterive surtout des sels qursquoelle contient en dissolution Certains ions sont utiles

mecircme agrave doses relativement eacuteleveacutees Le calcium qui compense ainsi les pertes de chaux dont il

a eacuteteacute question plus haut Drsquoautres sont utiles agrave tregraves faibles doses puis deviennent rapidement

nocifs lorsque la teneur de lrsquoeau srsquoaccroit crsquoest le cas du magneacutesium De mecircme que lrsquoon a

maintenant recours agrave des essais physiologiques pour deacuteterminer les besoins drsquoun sol en engrais

il ne faut pas heacutesiter agrave appliquer lrsquoeau drsquoirrigation sur des plantes teacutemoins en utilisant la terre

agrave irriguer puisquon ne peut seacuteparer sans crainte drsquoerreur ces deux eacuteleacutements qui reacuteagissent lrsquoun

sur lrsquoautre lrsquoeau et le sol

5

II23 Le deacutebit

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau dont on dispose en un temps donneacute par lrsquoarrosage drsquoune

proprieacuteteacute il srsquoexprime en litres par seconde litres par minute ou megravetres cubes par heure

Le deacutebit total ou module geacuteneacuteral pour une proprieacuteteacute se calcule en fonction des besoins

de pointe des cultures dans le cours drsquoune anneacutee On doit tenir compte des pertes en cours de

route srsquoil y a lieu et se meacutenager une petite marge de seacutecuriteacute en cas drsquoaccident Le volume drsquoeau

distribueacute dans chaque eacuteleacutement ou par hectare prend le nom de dose on a donc

Dose = deacutebit x temps drsquoeacutecoulement

II3 Les cultures

Influent sur le mode drsquoirrigation soit par nature qui ne srsquoallie pas avec tous les systegravemes

soit par leurs besoins en eau qui peuvent modifier la rotation des arrosages

II31 Nature des cultures

Impose un systegraveme drsquoirrigation Il faut eacutevidemment que les conditions naturelles

conviennent agrave la fois agrave la plante et agrave son systegraveme drsquoarrosage Si le milieu impose un mode

drsquoirrigation le choix des cultures se restreint Ainsi une pente supeacuterieure agrave 10 neacutecessite les

sillons ou lrsquoarrosage en pluie On ne peut songer agrave y installer eacuteconomiquement des riziegraveres

Lrsquoassolement peut amener agrave modifier le systegraveme drsquoirrigation au cours des anneacutees Pour que ces

changements ne surprennent pas le cultivateur ils doivent ecirctre preacutevus avant lrsquoeacutetablissement du

reacuteseau drsquoarrosage afin qursquoil soit agenceacute en conseacutequence

II32 Besoins des plantes

Varient avec le climat et avec les espegraveces et selon le degreacute drsquoeacutevolution de la veacutegeacutetation

Les modifications dues aux facteurs climatiques sont essentiellement variables drsquoune anneacutee agrave

lrsquoautre suivent le reacutegime des tempeacuteratures de la pluviomeacutetrie des vents hellip

Les besoins sont variables suivant les espegraveces principalement en raison de la dureacutee de

veacutegeacutetation en peacuteriode estivale certaines speacuteculations comme les cultures maraicircchegraveres de

primeur ne neacutecessitant que quelques arrosages au printemps tandis que drsquoautres comme le

dattier reacuteclament de lrsquoeau sur la plus grande partie de lrsquoanneacutee Quelques espegraveces fruitiegraveres

peuvent se contenter drsquoun arrosage de loin en loin (Abricotier olivier) tandis que certaines

neacutecessitent des irrigations suivies (agrumes)

II4 Structure et texture du sol

Sous nos climats lapport deau au sol se fait sous forme de pluie neige roseacutee et

brouillard Toute leau des preacutecipitations natteint pas le sol une part est eacutevaporeacutee directement

pendant et apregraves la pluie les gouttes peuvent ecirctre intercepteacutees en partie par le feuillage Leau

qui atteint le sol ruisselle sinfiltre et reacute humecteacute le sol Les racines absorbent cette eau que la

6

tige et les feuilles eacutevaporent par transpiration Une fraction reacuteduite finalement gagne la

profondeur et atteint la nappe

Figure1 place de leau du sol dans le cycle de leau

La teneur en eau est fonction de la porositeacute et de la permeacuteabiliteacute du sol Le volume

maximal deau quun sol peut retenir est la capaciteacute au champ ou capaciteacute de reacutetention du sol

qui deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie du sol Pregraves de la surface le sol nest pas satureacute

les espaces vides contiennent de leau et de lair leau est soumise aux forces de graviteacute et de

capillariteacute

Agrave partir drsquoune certaine profondeur la teneur en eau naugmente plus le sol est satureacute

tous les pores du sol sont remplis deau cette zone satureacutee forme une nappe les forces de graviteacute

sont preacutedominantes

Leau du sol ne repreacutesente que 0064 de leau douce totale son rocircle est cependant

essentiel puisque cest leau quutilisent les racines des plantes

II41 Notion de porositeacute et de permeacuteabiliteacute

Leau peut selon le type de roche peacuteneacutetrer cest la porositeacute de la roche Leau peut

aussi traverser complegravetement la roche cest la permeacuteabiliteacute de la roche

Ces deux paramegravetres fondamentaux repreacutesentent donc

7

bull la porositeacute correspondant au volume relatif des vides preacutesents dans la roche (nombre

sans dimension)

bull la permeacuteabiliteacute mesure de laptitude dune roche agrave se laisser traverser par leau

II411 La porositeacute

La porositeacute totale (pt) se deacutefinit de la faccedilon suivante

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Cette porositeacute totale peut se deacutecomposer en pe (porositeacute efficace) cest la quantiteacute

deau de graviteacute contenue dans une roche ou quantiteacute deau mobile cr (capaciteacute de reacutetention)

cest la quantiteacute deau lieacutee aux particules etou capillaire

La porositeacute totale est la somme de ces deux composantes

Pt = pe (porositeacute efficace) + cr (capaciteacute de reacutetention)

Plus la particule est de petite dimension plus la composante pe diminue et donc plus

la composante cr augmente

Tableau1 La porositeacute totale et la porositeacute efficace des sols

Roches poreuses pt () pe ()

Sable et gravier 25 agrave 40 15 agrave 25

Sable fin 30 agrave 35 10 agrave 15

Argile 40 agrave 50 1 agrave 2

Craie 10 agrave 40 1 agrave 5

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 10 agrave 50

Mesurer la porositeacute dune roche

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Il est possible de mesurer le volume total de la roche en mesurant la quantiteacute deau

deacuteplaceacutee lors de son immersion

II412 La permeacuteabiliteacute

Leacutecoulement des eaux souterraines est reacutegi par la loi de Darcy eacutetablie

expeacuterimentalement en 1856 (deacutefinition de la permeacuteabiliteacute)

8

a- Dispositif expeacuterimental

Figure2 Dispositif expeacuterimental de la loi de Darcy

On considegravere un tube cylindrique de section S rempli dune roche meuble sur une

hauteur L dans lequel on fait circuler de leau sur une hauteur totale H (dispositif agrave niveau

constant) Lorsque le milieu est satureacute en eau on a deacutebit dentreacutee Qe = deacutebit sortie Qs = Q

Leacutequation de Darcy seacutecrit Q = kSΔHL

k correspond au coefficient de permeacuteabiliteacute de Darcy = permeacuteabiliteacute (ms)

S = surface (msup2)

ΔH = perte de charge (m)

La permeacuteabiliteacute (K) correspond agrave la conductiviteacute hydraulique ce paramegravetre hydraulique

est le volume deau qui percole pendant luniteacute de temps agrave travers luniteacute de surface dune section

et ceci agrave la tempeacuterature de 20degC

Quelques reacutesultats

Tableau 2 La porositeacute totale et la permeacuteabiliteacute des sols

Roches poreuses

Porositeacute totale ()

Permeacuteabiliteacute (mJour)

Sable et gravier 25 agrave 40 1000 agrave 10

Sable fin 30 agrave 35 100 agrave 01

Argile 40 agrave 50 lt 01

Craie 10 agrave 40 100 agrave 1

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 lt 1

9

II42 Surveillance de la teneur en eau dans le sol

Lrsquohumiditeacute absolue repreacutesente le nombre de grammes de vapeur drsquoeau preacutesents dans un

volume donneacute rapporteacute agrave la masse drsquoair sec de ce volume exprimeacute en kilogramme Lhumiditeacute

relative sexprime en sa valeur est proche du rapport entre lhumiditeacute absolue porteacutee par lair

et lhumiditeacute absolue maximale quil peut porter lorsquil est satureacute

Pourquoi surveiller lhumiditeacute du sol mecircme si on applique la regravegle simple darroser

avec 254 cm (1 po) deau par semaine pour les cultures horticoles la quantiteacute exacte agrave

administrer agrave une culture deacutepend de combien elle a besoin et de ce que le sol peut emmagasiner

La quantiteacute deau dont la culture a besoin deacutepend de leacutevapotranspiration (ET) qui est

affecteacutee par

bull la tempeacuterature et lhumiditeacute

bull le stade de croissance de la culture

bull le rayonnement solaire

bull la preacutesence de paillis

La quantiteacute deau que le sol peut emmagasiner deacutepend

bull de la texture du sol

bull du de matiegravere organique

bull de la profondeur des racines

Lutilisation de leau et des eacuteleacutements nutritifs est agrave son plus efficace quand leau est

fournie dans les quantiteacutes exigeacutees par la culture et que le sol ne peut en emmagasiner ni plus

ni moins

Capaciteacute de reacutetention autant deau que le sol peut en retenir (plus preacuteciseacutement la

quantiteacute deau retenue dans le sol deux ou trois jours apregraves quil ait eacuteteacute satureacute par des

preacutecipitations Il y a peu de mouvement descendant par graviteacute de leau dans le sol et tregraves peu

de succion capillaire)

Point de fleacutetrissement permanent quantiteacute deau qui reste dans le sol quand le veacutegeacutetal

se fleacutetrit dans une atmosphegravere humide Leau qui reste dans le sol est fortement retenue par les

particules du sol et ne peut ecirctre absorbeacutee par les racines

Eau disponible cest la quantiteacute deau dans le sol qui se situe entre la capaciteacute de

reacutetention et le point de fleacutetrissement permanent Il faut commencer agrave irriguer avant que le sol

natteigne un niveau de 50 de leau disponible

10

La capaciteacute au champ quantiteacute drsquoeau retenue dans les premiers niveaux du sol quand

la percolation naturelle vers la profondeur et vers lrsquoaval stoppe - La teneur en eau du sol peut

descendre au-dessous de la capaciteacute au champ et mecircme atteindre le point de fleacutetrissement pregraves

de la surface un courant deau capillaire seacutetablit depuis la profondeur

La reacuteserve utile (RU) quantiteacute drsquoeau que la plante peut theacuteoriquement utiliser dans ses

conditions optimales Cette quantiteacute est toujours lt agrave la capaciteacute de la reacutetention et deacutepend des

plantes La quantiteacute drsquoeau qui reste dans le sol mais qui ne peut pas ecirctre utiliseacutee par les plantes

deacutefinit le point de fleacutetrissement

Chapitre III Les besoins en eau des cultures

La notion deacutevapotranspiration regroupe les deux processus preacuteciteacutes agrave savoir

leacutevaporation directe de leau du sol et la transpiration par les plantes Sur un sol preacutesentant une

couverture veacutegeacutetale mecircme partielle les eacutechanges par transpiration sont quantitativement plus

importants que les eacutechanges par eacutevaporation directe

III1 Processus de transfert drsquoeau dans le veacutegeacutetal

Absorption par les racines

Circulation sous forme liquide dans le systegraveme vasculaire des racines du tronc des

branches des feuilles

Transpiration par les pores stomates des feuilles (= 90 de la transpiration totale)

- La transpiration est un produit direct de la photosynthegravese qui deacutepend du rayonnement

solaire

- La transpiration reacutegule aussi la TdegC de la plante (en srsquoeacutevaporant lrsquoeau emporte une

partie de la chaleur de la plante)

- La transpiration est influenceacutee par

Facteurs climatiques

Nature acircge et deacuteveloppement du feuillage de la plante

Humiditeacute du sol

Si teneur en eau du sol lt teneur min (laquo point de fleacutetrissement raquo) alors les racines ne

parviennent plus agrave tirer lrsquoeau du sol =gt la transpiration cesse le feuillage fleacutetrit la plante meurt

11

III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

3

ceux servant agrave amener lrsquoeau depuis les sources disponibles (cours deau lacs ou

retenues nappe phreacuteatique)

ceux servant agrave lrsquoirrigation proprement dite crsquoest-agrave-dire agrave distribuer lrsquoeau aux

plantes

Dans la premiegravere cateacutegorie on trouvera forage pompes reacuteseaux drsquoirrigations canaux

norias

Dans la seconde asperseurs canons drsquoarrosage arroseurs automoteurs goutteurs Il

existe par exemple un systegraveme dirrigation agrave pivot central

Chapitre II Paramegravetres et facteurs intervenants en

Irrigation

Le sol est un meacutelange poreux des particules inorganiques ou mineacuterales de matiegravere

organique drsquoair et drsquoeau Le terme sol sera deacutefini comme eacutetant la couche supeacuterieure de la terre

qui peut ecirctre creuseacute et pelleteacute

Les facteurs eacuteleacutementaires de lrsquoirrigation sont

II1 Le sol

Le caractegravere drsquoordre geacuteneacuteral qui doit retenir tout speacutecialement lrsquoattention reacuteside dans la

grande heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute du sol

II11 Lrsquohumiditeacute du sol

Lrsquoeau est retenue dans le sol agrave cause de son attraction naturelle envers les particules de

sol de la mecircme faccedilon qursquoenvers ses propres particules Lrsquoeau est retenue sous la forme drsquoun

film autour drsquoun chaque particule de sol

II12 Topographie

Examiner la pente (facteur capital de lrsquoirrigation) qui conditionne la vitesse de

circulation de lrsquoeau en surface ainsi que le parcellement Les parcelles agrave pente uniforme et de

faible amplitude (zones desservies par les grands barrages se precirctent bien agrave lrsquoirrigation car elles

reacuteduisent les coucircteux travaux de terrassement

II13 Proprieacuteteacutes physiques

Permeacuteabiliteacute et capaciteacute du sol pour lrsquoeau plus la permeacuteabiliteacute est grande plus la

capaciteacute est faible Coheacutesion Le maintien des particules entre elle La force drsquoeacuterosion de lrsquoeau

est drsquoautant plus eacuteleveacutee que la vitesse du liquide est plus grande coheacutesion En outre lrsquoimbibition

du sol reacuteduit par elle-mecircme la force de coheacutesion en dispersant les agreacutegats Les terres lourdes

possegravedent un degreacute de coheacutesion eacuteleveacute peuvent donc utiliser des masses drsquoeau importantes sur

des pentes relativement prononceacutees

4

II14 Proprieacuteteacutes chimiques

Matiegraveres organiques En apportant au sol une humiditeacute permanente elle reacutealise les

conditions de milieu ideacuteales pour une rapide transformation des matiegraveres organiques En

acceacuteleacuterant la deacutecomposition de la matiegravere organique lrsquoeau drsquoarrosage tend agrave gacircter le sol

Matiegraveres mineacuterales Lrsquoexcegraves drsquoeau entraine dans les couches profondes du sol ougrave les

substances sont deacutefinitivement perdues il est eacutevident qursquoil ne serait guegravere avantageux

drsquoappliquer des arrosages tregraves suivis sur les terres maigres

II2 Lrsquoeau

Lrsquoutilisateur doit se preacuteoccuper de lrsquoorigine de lrsquoeau de ses qualiteacutes et de son deacutebit Les

besoins en eau domestique eacutetant prioritaires et vu le rocircle central de lrsquoeau pour de nombreux

autres secteurs drsquoactiviteacutes (tourisme industrie hydroeacutelectriciteacute refroidissement des centrales

nucleacuteaires) lagriculture irrigueacutee mecircme si elle reste la principale utilisatrice de leau douce (70

des volumes preacuteleveacutes) doit respecter les dispositifs de controcircle pour laccegraves agrave leau et les

arbitrages entre les diffeacuterents usages

Mais lrsquoadeacutequation entre les demandes croissantes pour leau et la disponibiliteacute des

ressources en eau nest pas toujours controcircleacutee

II21 La qualiteacute physique

La qualiteacute physique dominante est sa tempeacuterature La tempeacuterature optimum peut se

situer aux environs de 25deg pour la majoriteacute des plantes durant la saison active de la veacutegeacutetation

Un apport drsquoeau sur la terre tregraves segraveche peut donner lieu agrave des pheacutenomegravenes drsquohydratation

susceptibles drsquoeacutelever dangereusement la tempeacuterature du sol Crsquoest pourquoi on recommande de

ne pas arroser en pleine chaleur Une eau froide arrivant au contact drsquoun feuillage surchauffeacute

peut eacutegalement causer des accidents

II22 La qualiteacute chimique

Lrsquoeau deacuterive surtout des sels qursquoelle contient en dissolution Certains ions sont utiles

mecircme agrave doses relativement eacuteleveacutees Le calcium qui compense ainsi les pertes de chaux dont il

a eacuteteacute question plus haut Drsquoautres sont utiles agrave tregraves faibles doses puis deviennent rapidement

nocifs lorsque la teneur de lrsquoeau srsquoaccroit crsquoest le cas du magneacutesium De mecircme que lrsquoon a

maintenant recours agrave des essais physiologiques pour deacuteterminer les besoins drsquoun sol en engrais

il ne faut pas heacutesiter agrave appliquer lrsquoeau drsquoirrigation sur des plantes teacutemoins en utilisant la terre

agrave irriguer puisquon ne peut seacuteparer sans crainte drsquoerreur ces deux eacuteleacutements qui reacuteagissent lrsquoun

sur lrsquoautre lrsquoeau et le sol

5

II23 Le deacutebit

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau dont on dispose en un temps donneacute par lrsquoarrosage drsquoune

proprieacuteteacute il srsquoexprime en litres par seconde litres par minute ou megravetres cubes par heure

Le deacutebit total ou module geacuteneacuteral pour une proprieacuteteacute se calcule en fonction des besoins

de pointe des cultures dans le cours drsquoune anneacutee On doit tenir compte des pertes en cours de

route srsquoil y a lieu et se meacutenager une petite marge de seacutecuriteacute en cas drsquoaccident Le volume drsquoeau

distribueacute dans chaque eacuteleacutement ou par hectare prend le nom de dose on a donc

Dose = deacutebit x temps drsquoeacutecoulement

II3 Les cultures

Influent sur le mode drsquoirrigation soit par nature qui ne srsquoallie pas avec tous les systegravemes

soit par leurs besoins en eau qui peuvent modifier la rotation des arrosages

II31 Nature des cultures

Impose un systegraveme drsquoirrigation Il faut eacutevidemment que les conditions naturelles

conviennent agrave la fois agrave la plante et agrave son systegraveme drsquoarrosage Si le milieu impose un mode

drsquoirrigation le choix des cultures se restreint Ainsi une pente supeacuterieure agrave 10 neacutecessite les

sillons ou lrsquoarrosage en pluie On ne peut songer agrave y installer eacuteconomiquement des riziegraveres

Lrsquoassolement peut amener agrave modifier le systegraveme drsquoirrigation au cours des anneacutees Pour que ces

changements ne surprennent pas le cultivateur ils doivent ecirctre preacutevus avant lrsquoeacutetablissement du

reacuteseau drsquoarrosage afin qursquoil soit agenceacute en conseacutequence

II32 Besoins des plantes

Varient avec le climat et avec les espegraveces et selon le degreacute drsquoeacutevolution de la veacutegeacutetation

Les modifications dues aux facteurs climatiques sont essentiellement variables drsquoune anneacutee agrave

lrsquoautre suivent le reacutegime des tempeacuteratures de la pluviomeacutetrie des vents hellip

Les besoins sont variables suivant les espegraveces principalement en raison de la dureacutee de

veacutegeacutetation en peacuteriode estivale certaines speacuteculations comme les cultures maraicircchegraveres de

primeur ne neacutecessitant que quelques arrosages au printemps tandis que drsquoautres comme le

dattier reacuteclament de lrsquoeau sur la plus grande partie de lrsquoanneacutee Quelques espegraveces fruitiegraveres

peuvent se contenter drsquoun arrosage de loin en loin (Abricotier olivier) tandis que certaines

neacutecessitent des irrigations suivies (agrumes)

II4 Structure et texture du sol

Sous nos climats lapport deau au sol se fait sous forme de pluie neige roseacutee et

brouillard Toute leau des preacutecipitations natteint pas le sol une part est eacutevaporeacutee directement

pendant et apregraves la pluie les gouttes peuvent ecirctre intercepteacutees en partie par le feuillage Leau

qui atteint le sol ruisselle sinfiltre et reacute humecteacute le sol Les racines absorbent cette eau que la

6

tige et les feuilles eacutevaporent par transpiration Une fraction reacuteduite finalement gagne la

profondeur et atteint la nappe

Figure1 place de leau du sol dans le cycle de leau

La teneur en eau est fonction de la porositeacute et de la permeacuteabiliteacute du sol Le volume

maximal deau quun sol peut retenir est la capaciteacute au champ ou capaciteacute de reacutetention du sol

qui deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie du sol Pregraves de la surface le sol nest pas satureacute

les espaces vides contiennent de leau et de lair leau est soumise aux forces de graviteacute et de

capillariteacute

Agrave partir drsquoune certaine profondeur la teneur en eau naugmente plus le sol est satureacute

tous les pores du sol sont remplis deau cette zone satureacutee forme une nappe les forces de graviteacute

sont preacutedominantes

Leau du sol ne repreacutesente que 0064 de leau douce totale son rocircle est cependant

essentiel puisque cest leau quutilisent les racines des plantes

II41 Notion de porositeacute et de permeacuteabiliteacute

Leau peut selon le type de roche peacuteneacutetrer cest la porositeacute de la roche Leau peut

aussi traverser complegravetement la roche cest la permeacuteabiliteacute de la roche

Ces deux paramegravetres fondamentaux repreacutesentent donc

7

bull la porositeacute correspondant au volume relatif des vides preacutesents dans la roche (nombre

sans dimension)

bull la permeacuteabiliteacute mesure de laptitude dune roche agrave se laisser traverser par leau

II411 La porositeacute

La porositeacute totale (pt) se deacutefinit de la faccedilon suivante

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Cette porositeacute totale peut se deacutecomposer en pe (porositeacute efficace) cest la quantiteacute

deau de graviteacute contenue dans une roche ou quantiteacute deau mobile cr (capaciteacute de reacutetention)

cest la quantiteacute deau lieacutee aux particules etou capillaire

La porositeacute totale est la somme de ces deux composantes

Pt = pe (porositeacute efficace) + cr (capaciteacute de reacutetention)

Plus la particule est de petite dimension plus la composante pe diminue et donc plus

la composante cr augmente

Tableau1 La porositeacute totale et la porositeacute efficace des sols

Roches poreuses pt () pe ()

Sable et gravier 25 agrave 40 15 agrave 25

Sable fin 30 agrave 35 10 agrave 15

Argile 40 agrave 50 1 agrave 2

Craie 10 agrave 40 1 agrave 5

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 10 agrave 50

Mesurer la porositeacute dune roche

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Il est possible de mesurer le volume total de la roche en mesurant la quantiteacute deau

deacuteplaceacutee lors de son immersion

II412 La permeacuteabiliteacute

Leacutecoulement des eaux souterraines est reacutegi par la loi de Darcy eacutetablie

expeacuterimentalement en 1856 (deacutefinition de la permeacuteabiliteacute)

8

a- Dispositif expeacuterimental

Figure2 Dispositif expeacuterimental de la loi de Darcy

On considegravere un tube cylindrique de section S rempli dune roche meuble sur une

hauteur L dans lequel on fait circuler de leau sur une hauteur totale H (dispositif agrave niveau

constant) Lorsque le milieu est satureacute en eau on a deacutebit dentreacutee Qe = deacutebit sortie Qs = Q

Leacutequation de Darcy seacutecrit Q = kSΔHL

k correspond au coefficient de permeacuteabiliteacute de Darcy = permeacuteabiliteacute (ms)

S = surface (msup2)

ΔH = perte de charge (m)

La permeacuteabiliteacute (K) correspond agrave la conductiviteacute hydraulique ce paramegravetre hydraulique

est le volume deau qui percole pendant luniteacute de temps agrave travers luniteacute de surface dune section

et ceci agrave la tempeacuterature de 20degC

Quelques reacutesultats

Tableau 2 La porositeacute totale et la permeacuteabiliteacute des sols

Roches poreuses

Porositeacute totale ()

Permeacuteabiliteacute (mJour)

Sable et gravier 25 agrave 40 1000 agrave 10

Sable fin 30 agrave 35 100 agrave 01

Argile 40 agrave 50 lt 01

Craie 10 agrave 40 100 agrave 1

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 lt 1

9

II42 Surveillance de la teneur en eau dans le sol

Lrsquohumiditeacute absolue repreacutesente le nombre de grammes de vapeur drsquoeau preacutesents dans un

volume donneacute rapporteacute agrave la masse drsquoair sec de ce volume exprimeacute en kilogramme Lhumiditeacute

relative sexprime en sa valeur est proche du rapport entre lhumiditeacute absolue porteacutee par lair

et lhumiditeacute absolue maximale quil peut porter lorsquil est satureacute

Pourquoi surveiller lhumiditeacute du sol mecircme si on applique la regravegle simple darroser

avec 254 cm (1 po) deau par semaine pour les cultures horticoles la quantiteacute exacte agrave

administrer agrave une culture deacutepend de combien elle a besoin et de ce que le sol peut emmagasiner

La quantiteacute deau dont la culture a besoin deacutepend de leacutevapotranspiration (ET) qui est

affecteacutee par

bull la tempeacuterature et lhumiditeacute

bull le stade de croissance de la culture

bull le rayonnement solaire

bull la preacutesence de paillis

La quantiteacute deau que le sol peut emmagasiner deacutepend

bull de la texture du sol

bull du de matiegravere organique

bull de la profondeur des racines

Lutilisation de leau et des eacuteleacutements nutritifs est agrave son plus efficace quand leau est

fournie dans les quantiteacutes exigeacutees par la culture et que le sol ne peut en emmagasiner ni plus

ni moins

Capaciteacute de reacutetention autant deau que le sol peut en retenir (plus preacuteciseacutement la

quantiteacute deau retenue dans le sol deux ou trois jours apregraves quil ait eacuteteacute satureacute par des

preacutecipitations Il y a peu de mouvement descendant par graviteacute de leau dans le sol et tregraves peu

de succion capillaire)

Point de fleacutetrissement permanent quantiteacute deau qui reste dans le sol quand le veacutegeacutetal

se fleacutetrit dans une atmosphegravere humide Leau qui reste dans le sol est fortement retenue par les

particules du sol et ne peut ecirctre absorbeacutee par les racines

Eau disponible cest la quantiteacute deau dans le sol qui se situe entre la capaciteacute de

reacutetention et le point de fleacutetrissement permanent Il faut commencer agrave irriguer avant que le sol

natteigne un niveau de 50 de leau disponible

10

La capaciteacute au champ quantiteacute drsquoeau retenue dans les premiers niveaux du sol quand

la percolation naturelle vers la profondeur et vers lrsquoaval stoppe - La teneur en eau du sol peut

descendre au-dessous de la capaciteacute au champ et mecircme atteindre le point de fleacutetrissement pregraves

de la surface un courant deau capillaire seacutetablit depuis la profondeur

La reacuteserve utile (RU) quantiteacute drsquoeau que la plante peut theacuteoriquement utiliser dans ses

conditions optimales Cette quantiteacute est toujours lt agrave la capaciteacute de la reacutetention et deacutepend des

plantes La quantiteacute drsquoeau qui reste dans le sol mais qui ne peut pas ecirctre utiliseacutee par les plantes

deacutefinit le point de fleacutetrissement

Chapitre III Les besoins en eau des cultures

La notion deacutevapotranspiration regroupe les deux processus preacuteciteacutes agrave savoir

leacutevaporation directe de leau du sol et la transpiration par les plantes Sur un sol preacutesentant une

couverture veacutegeacutetale mecircme partielle les eacutechanges par transpiration sont quantitativement plus

importants que les eacutechanges par eacutevaporation directe

III1 Processus de transfert drsquoeau dans le veacutegeacutetal

Absorption par les racines

Circulation sous forme liquide dans le systegraveme vasculaire des racines du tronc des

branches des feuilles

Transpiration par les pores stomates des feuilles (= 90 de la transpiration totale)

- La transpiration est un produit direct de la photosynthegravese qui deacutepend du rayonnement

solaire

- La transpiration reacutegule aussi la TdegC de la plante (en srsquoeacutevaporant lrsquoeau emporte une

partie de la chaleur de la plante)

- La transpiration est influenceacutee par

Facteurs climatiques

Nature acircge et deacuteveloppement du feuillage de la plante

Humiditeacute du sol

Si teneur en eau du sol lt teneur min (laquo point de fleacutetrissement raquo) alors les racines ne

parviennent plus agrave tirer lrsquoeau du sol =gt la transpiration cesse le feuillage fleacutetrit la plante meurt

11

III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

4

II14 Proprieacuteteacutes chimiques

Matiegraveres organiques En apportant au sol une humiditeacute permanente elle reacutealise les

conditions de milieu ideacuteales pour une rapide transformation des matiegraveres organiques En

acceacuteleacuterant la deacutecomposition de la matiegravere organique lrsquoeau drsquoarrosage tend agrave gacircter le sol

Matiegraveres mineacuterales Lrsquoexcegraves drsquoeau entraine dans les couches profondes du sol ougrave les

substances sont deacutefinitivement perdues il est eacutevident qursquoil ne serait guegravere avantageux

drsquoappliquer des arrosages tregraves suivis sur les terres maigres

II2 Lrsquoeau

Lrsquoutilisateur doit se preacuteoccuper de lrsquoorigine de lrsquoeau de ses qualiteacutes et de son deacutebit Les

besoins en eau domestique eacutetant prioritaires et vu le rocircle central de lrsquoeau pour de nombreux

autres secteurs drsquoactiviteacutes (tourisme industrie hydroeacutelectriciteacute refroidissement des centrales

nucleacuteaires) lagriculture irrigueacutee mecircme si elle reste la principale utilisatrice de leau douce (70

des volumes preacuteleveacutes) doit respecter les dispositifs de controcircle pour laccegraves agrave leau et les

arbitrages entre les diffeacuterents usages

Mais lrsquoadeacutequation entre les demandes croissantes pour leau et la disponibiliteacute des

ressources en eau nest pas toujours controcircleacutee

II21 La qualiteacute physique

La qualiteacute physique dominante est sa tempeacuterature La tempeacuterature optimum peut se

situer aux environs de 25deg pour la majoriteacute des plantes durant la saison active de la veacutegeacutetation

Un apport drsquoeau sur la terre tregraves segraveche peut donner lieu agrave des pheacutenomegravenes drsquohydratation

susceptibles drsquoeacutelever dangereusement la tempeacuterature du sol Crsquoest pourquoi on recommande de

ne pas arroser en pleine chaleur Une eau froide arrivant au contact drsquoun feuillage surchauffeacute

peut eacutegalement causer des accidents

II22 La qualiteacute chimique

Lrsquoeau deacuterive surtout des sels qursquoelle contient en dissolution Certains ions sont utiles

mecircme agrave doses relativement eacuteleveacutees Le calcium qui compense ainsi les pertes de chaux dont il

a eacuteteacute question plus haut Drsquoautres sont utiles agrave tregraves faibles doses puis deviennent rapidement

nocifs lorsque la teneur de lrsquoeau srsquoaccroit crsquoest le cas du magneacutesium De mecircme que lrsquoon a

maintenant recours agrave des essais physiologiques pour deacuteterminer les besoins drsquoun sol en engrais

il ne faut pas heacutesiter agrave appliquer lrsquoeau drsquoirrigation sur des plantes teacutemoins en utilisant la terre

agrave irriguer puisquon ne peut seacuteparer sans crainte drsquoerreur ces deux eacuteleacutements qui reacuteagissent lrsquoun

sur lrsquoautre lrsquoeau et le sol

5

II23 Le deacutebit

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau dont on dispose en un temps donneacute par lrsquoarrosage drsquoune

proprieacuteteacute il srsquoexprime en litres par seconde litres par minute ou megravetres cubes par heure

Le deacutebit total ou module geacuteneacuteral pour une proprieacuteteacute se calcule en fonction des besoins

de pointe des cultures dans le cours drsquoune anneacutee On doit tenir compte des pertes en cours de

route srsquoil y a lieu et se meacutenager une petite marge de seacutecuriteacute en cas drsquoaccident Le volume drsquoeau

distribueacute dans chaque eacuteleacutement ou par hectare prend le nom de dose on a donc

Dose = deacutebit x temps drsquoeacutecoulement

II3 Les cultures

Influent sur le mode drsquoirrigation soit par nature qui ne srsquoallie pas avec tous les systegravemes

soit par leurs besoins en eau qui peuvent modifier la rotation des arrosages

II31 Nature des cultures

Impose un systegraveme drsquoirrigation Il faut eacutevidemment que les conditions naturelles

conviennent agrave la fois agrave la plante et agrave son systegraveme drsquoarrosage Si le milieu impose un mode

drsquoirrigation le choix des cultures se restreint Ainsi une pente supeacuterieure agrave 10 neacutecessite les

sillons ou lrsquoarrosage en pluie On ne peut songer agrave y installer eacuteconomiquement des riziegraveres

Lrsquoassolement peut amener agrave modifier le systegraveme drsquoirrigation au cours des anneacutees Pour que ces

changements ne surprennent pas le cultivateur ils doivent ecirctre preacutevus avant lrsquoeacutetablissement du

reacuteseau drsquoarrosage afin qursquoil soit agenceacute en conseacutequence

II32 Besoins des plantes

Varient avec le climat et avec les espegraveces et selon le degreacute drsquoeacutevolution de la veacutegeacutetation

Les modifications dues aux facteurs climatiques sont essentiellement variables drsquoune anneacutee agrave

lrsquoautre suivent le reacutegime des tempeacuteratures de la pluviomeacutetrie des vents hellip

Les besoins sont variables suivant les espegraveces principalement en raison de la dureacutee de

veacutegeacutetation en peacuteriode estivale certaines speacuteculations comme les cultures maraicircchegraveres de

primeur ne neacutecessitant que quelques arrosages au printemps tandis que drsquoautres comme le

dattier reacuteclament de lrsquoeau sur la plus grande partie de lrsquoanneacutee Quelques espegraveces fruitiegraveres

peuvent se contenter drsquoun arrosage de loin en loin (Abricotier olivier) tandis que certaines

neacutecessitent des irrigations suivies (agrumes)

II4 Structure et texture du sol

Sous nos climats lapport deau au sol se fait sous forme de pluie neige roseacutee et

brouillard Toute leau des preacutecipitations natteint pas le sol une part est eacutevaporeacutee directement

pendant et apregraves la pluie les gouttes peuvent ecirctre intercepteacutees en partie par le feuillage Leau

qui atteint le sol ruisselle sinfiltre et reacute humecteacute le sol Les racines absorbent cette eau que la

6

tige et les feuilles eacutevaporent par transpiration Une fraction reacuteduite finalement gagne la

profondeur et atteint la nappe

Figure1 place de leau du sol dans le cycle de leau

La teneur en eau est fonction de la porositeacute et de la permeacuteabiliteacute du sol Le volume

maximal deau quun sol peut retenir est la capaciteacute au champ ou capaciteacute de reacutetention du sol

qui deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie du sol Pregraves de la surface le sol nest pas satureacute

les espaces vides contiennent de leau et de lair leau est soumise aux forces de graviteacute et de

capillariteacute

Agrave partir drsquoune certaine profondeur la teneur en eau naugmente plus le sol est satureacute

tous les pores du sol sont remplis deau cette zone satureacutee forme une nappe les forces de graviteacute

sont preacutedominantes

Leau du sol ne repreacutesente que 0064 de leau douce totale son rocircle est cependant

essentiel puisque cest leau quutilisent les racines des plantes

II41 Notion de porositeacute et de permeacuteabiliteacute

Leau peut selon le type de roche peacuteneacutetrer cest la porositeacute de la roche Leau peut

aussi traverser complegravetement la roche cest la permeacuteabiliteacute de la roche

Ces deux paramegravetres fondamentaux repreacutesentent donc

7

bull la porositeacute correspondant au volume relatif des vides preacutesents dans la roche (nombre

sans dimension)

bull la permeacuteabiliteacute mesure de laptitude dune roche agrave se laisser traverser par leau

II411 La porositeacute

La porositeacute totale (pt) se deacutefinit de la faccedilon suivante

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Cette porositeacute totale peut se deacutecomposer en pe (porositeacute efficace) cest la quantiteacute

deau de graviteacute contenue dans une roche ou quantiteacute deau mobile cr (capaciteacute de reacutetention)

cest la quantiteacute deau lieacutee aux particules etou capillaire

La porositeacute totale est la somme de ces deux composantes

Pt = pe (porositeacute efficace) + cr (capaciteacute de reacutetention)

Plus la particule est de petite dimension plus la composante pe diminue et donc plus

la composante cr augmente

Tableau1 La porositeacute totale et la porositeacute efficace des sols

Roches poreuses pt () pe ()

Sable et gravier 25 agrave 40 15 agrave 25

Sable fin 30 agrave 35 10 agrave 15

Argile 40 agrave 50 1 agrave 2

Craie 10 agrave 40 1 agrave 5

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 10 agrave 50

Mesurer la porositeacute dune roche

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Il est possible de mesurer le volume total de la roche en mesurant la quantiteacute deau

deacuteplaceacutee lors de son immersion

II412 La permeacuteabiliteacute

Leacutecoulement des eaux souterraines est reacutegi par la loi de Darcy eacutetablie

expeacuterimentalement en 1856 (deacutefinition de la permeacuteabiliteacute)

8

a- Dispositif expeacuterimental

Figure2 Dispositif expeacuterimental de la loi de Darcy

On considegravere un tube cylindrique de section S rempli dune roche meuble sur une

hauteur L dans lequel on fait circuler de leau sur une hauteur totale H (dispositif agrave niveau

constant) Lorsque le milieu est satureacute en eau on a deacutebit dentreacutee Qe = deacutebit sortie Qs = Q

Leacutequation de Darcy seacutecrit Q = kSΔHL

k correspond au coefficient de permeacuteabiliteacute de Darcy = permeacuteabiliteacute (ms)

S = surface (msup2)

ΔH = perte de charge (m)

La permeacuteabiliteacute (K) correspond agrave la conductiviteacute hydraulique ce paramegravetre hydraulique

est le volume deau qui percole pendant luniteacute de temps agrave travers luniteacute de surface dune section

et ceci agrave la tempeacuterature de 20degC

Quelques reacutesultats

Tableau 2 La porositeacute totale et la permeacuteabiliteacute des sols

Roches poreuses

Porositeacute totale ()

Permeacuteabiliteacute (mJour)

Sable et gravier 25 agrave 40 1000 agrave 10

Sable fin 30 agrave 35 100 agrave 01

Argile 40 agrave 50 lt 01

Craie 10 agrave 40 100 agrave 1

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 lt 1

9

II42 Surveillance de la teneur en eau dans le sol

Lrsquohumiditeacute absolue repreacutesente le nombre de grammes de vapeur drsquoeau preacutesents dans un

volume donneacute rapporteacute agrave la masse drsquoair sec de ce volume exprimeacute en kilogramme Lhumiditeacute

relative sexprime en sa valeur est proche du rapport entre lhumiditeacute absolue porteacutee par lair

et lhumiditeacute absolue maximale quil peut porter lorsquil est satureacute

Pourquoi surveiller lhumiditeacute du sol mecircme si on applique la regravegle simple darroser

avec 254 cm (1 po) deau par semaine pour les cultures horticoles la quantiteacute exacte agrave

administrer agrave une culture deacutepend de combien elle a besoin et de ce que le sol peut emmagasiner

La quantiteacute deau dont la culture a besoin deacutepend de leacutevapotranspiration (ET) qui est

affecteacutee par

bull la tempeacuterature et lhumiditeacute

bull le stade de croissance de la culture

bull le rayonnement solaire

bull la preacutesence de paillis

La quantiteacute deau que le sol peut emmagasiner deacutepend

bull de la texture du sol

bull du de matiegravere organique

bull de la profondeur des racines

Lutilisation de leau et des eacuteleacutements nutritifs est agrave son plus efficace quand leau est

fournie dans les quantiteacutes exigeacutees par la culture et que le sol ne peut en emmagasiner ni plus

ni moins

Capaciteacute de reacutetention autant deau que le sol peut en retenir (plus preacuteciseacutement la

quantiteacute deau retenue dans le sol deux ou trois jours apregraves quil ait eacuteteacute satureacute par des

preacutecipitations Il y a peu de mouvement descendant par graviteacute de leau dans le sol et tregraves peu

de succion capillaire)

Point de fleacutetrissement permanent quantiteacute deau qui reste dans le sol quand le veacutegeacutetal

se fleacutetrit dans une atmosphegravere humide Leau qui reste dans le sol est fortement retenue par les

particules du sol et ne peut ecirctre absorbeacutee par les racines

Eau disponible cest la quantiteacute deau dans le sol qui se situe entre la capaciteacute de

reacutetention et le point de fleacutetrissement permanent Il faut commencer agrave irriguer avant que le sol

natteigne un niveau de 50 de leau disponible

10

La capaciteacute au champ quantiteacute drsquoeau retenue dans les premiers niveaux du sol quand

la percolation naturelle vers la profondeur et vers lrsquoaval stoppe - La teneur en eau du sol peut

descendre au-dessous de la capaciteacute au champ et mecircme atteindre le point de fleacutetrissement pregraves

de la surface un courant deau capillaire seacutetablit depuis la profondeur

La reacuteserve utile (RU) quantiteacute drsquoeau que la plante peut theacuteoriquement utiliser dans ses

conditions optimales Cette quantiteacute est toujours lt agrave la capaciteacute de la reacutetention et deacutepend des

plantes La quantiteacute drsquoeau qui reste dans le sol mais qui ne peut pas ecirctre utiliseacutee par les plantes

deacutefinit le point de fleacutetrissement

Chapitre III Les besoins en eau des cultures

La notion deacutevapotranspiration regroupe les deux processus preacuteciteacutes agrave savoir

leacutevaporation directe de leau du sol et la transpiration par les plantes Sur un sol preacutesentant une

couverture veacutegeacutetale mecircme partielle les eacutechanges par transpiration sont quantitativement plus

importants que les eacutechanges par eacutevaporation directe

III1 Processus de transfert drsquoeau dans le veacutegeacutetal

Absorption par les racines

Circulation sous forme liquide dans le systegraveme vasculaire des racines du tronc des

branches des feuilles

Transpiration par les pores stomates des feuilles (= 90 de la transpiration totale)

- La transpiration est un produit direct de la photosynthegravese qui deacutepend du rayonnement

solaire

- La transpiration reacutegule aussi la TdegC de la plante (en srsquoeacutevaporant lrsquoeau emporte une

partie de la chaleur de la plante)

- La transpiration est influenceacutee par

Facteurs climatiques

Nature acircge et deacuteveloppement du feuillage de la plante

Humiditeacute du sol

Si teneur en eau du sol lt teneur min (laquo point de fleacutetrissement raquo) alors les racines ne

parviennent plus agrave tirer lrsquoeau du sol =gt la transpiration cesse le feuillage fleacutetrit la plante meurt

11

III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

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Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

5

II23 Le deacutebit

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau dont on dispose en un temps donneacute par lrsquoarrosage drsquoune

proprieacuteteacute il srsquoexprime en litres par seconde litres par minute ou megravetres cubes par heure

Le deacutebit total ou module geacuteneacuteral pour une proprieacuteteacute se calcule en fonction des besoins

de pointe des cultures dans le cours drsquoune anneacutee On doit tenir compte des pertes en cours de

route srsquoil y a lieu et se meacutenager une petite marge de seacutecuriteacute en cas drsquoaccident Le volume drsquoeau

distribueacute dans chaque eacuteleacutement ou par hectare prend le nom de dose on a donc

Dose = deacutebit x temps drsquoeacutecoulement

II3 Les cultures

Influent sur le mode drsquoirrigation soit par nature qui ne srsquoallie pas avec tous les systegravemes

soit par leurs besoins en eau qui peuvent modifier la rotation des arrosages

II31 Nature des cultures

Impose un systegraveme drsquoirrigation Il faut eacutevidemment que les conditions naturelles

conviennent agrave la fois agrave la plante et agrave son systegraveme drsquoarrosage Si le milieu impose un mode

drsquoirrigation le choix des cultures se restreint Ainsi une pente supeacuterieure agrave 10 neacutecessite les

sillons ou lrsquoarrosage en pluie On ne peut songer agrave y installer eacuteconomiquement des riziegraveres

Lrsquoassolement peut amener agrave modifier le systegraveme drsquoirrigation au cours des anneacutees Pour que ces

changements ne surprennent pas le cultivateur ils doivent ecirctre preacutevus avant lrsquoeacutetablissement du

reacuteseau drsquoarrosage afin qursquoil soit agenceacute en conseacutequence

II32 Besoins des plantes

Varient avec le climat et avec les espegraveces et selon le degreacute drsquoeacutevolution de la veacutegeacutetation

Les modifications dues aux facteurs climatiques sont essentiellement variables drsquoune anneacutee agrave

lrsquoautre suivent le reacutegime des tempeacuteratures de la pluviomeacutetrie des vents hellip

Les besoins sont variables suivant les espegraveces principalement en raison de la dureacutee de

veacutegeacutetation en peacuteriode estivale certaines speacuteculations comme les cultures maraicircchegraveres de

primeur ne neacutecessitant que quelques arrosages au printemps tandis que drsquoautres comme le

dattier reacuteclament de lrsquoeau sur la plus grande partie de lrsquoanneacutee Quelques espegraveces fruitiegraveres

peuvent se contenter drsquoun arrosage de loin en loin (Abricotier olivier) tandis que certaines

neacutecessitent des irrigations suivies (agrumes)

II4 Structure et texture du sol

Sous nos climats lapport deau au sol se fait sous forme de pluie neige roseacutee et

brouillard Toute leau des preacutecipitations natteint pas le sol une part est eacutevaporeacutee directement

pendant et apregraves la pluie les gouttes peuvent ecirctre intercepteacutees en partie par le feuillage Leau

qui atteint le sol ruisselle sinfiltre et reacute humecteacute le sol Les racines absorbent cette eau que la

6

tige et les feuilles eacutevaporent par transpiration Une fraction reacuteduite finalement gagne la

profondeur et atteint la nappe

Figure1 place de leau du sol dans le cycle de leau

La teneur en eau est fonction de la porositeacute et de la permeacuteabiliteacute du sol Le volume

maximal deau quun sol peut retenir est la capaciteacute au champ ou capaciteacute de reacutetention du sol

qui deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie du sol Pregraves de la surface le sol nest pas satureacute

les espaces vides contiennent de leau et de lair leau est soumise aux forces de graviteacute et de

capillariteacute

Agrave partir drsquoune certaine profondeur la teneur en eau naugmente plus le sol est satureacute

tous les pores du sol sont remplis deau cette zone satureacutee forme une nappe les forces de graviteacute

sont preacutedominantes

Leau du sol ne repreacutesente que 0064 de leau douce totale son rocircle est cependant

essentiel puisque cest leau quutilisent les racines des plantes

II41 Notion de porositeacute et de permeacuteabiliteacute

Leau peut selon le type de roche peacuteneacutetrer cest la porositeacute de la roche Leau peut

aussi traverser complegravetement la roche cest la permeacuteabiliteacute de la roche

Ces deux paramegravetres fondamentaux repreacutesentent donc

7

bull la porositeacute correspondant au volume relatif des vides preacutesents dans la roche (nombre

sans dimension)

bull la permeacuteabiliteacute mesure de laptitude dune roche agrave se laisser traverser par leau

II411 La porositeacute

La porositeacute totale (pt) se deacutefinit de la faccedilon suivante

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Cette porositeacute totale peut se deacutecomposer en pe (porositeacute efficace) cest la quantiteacute

deau de graviteacute contenue dans une roche ou quantiteacute deau mobile cr (capaciteacute de reacutetention)

cest la quantiteacute deau lieacutee aux particules etou capillaire

La porositeacute totale est la somme de ces deux composantes

Pt = pe (porositeacute efficace) + cr (capaciteacute de reacutetention)

Plus la particule est de petite dimension plus la composante pe diminue et donc plus

la composante cr augmente

Tableau1 La porositeacute totale et la porositeacute efficace des sols

Roches poreuses pt () pe ()

Sable et gravier 25 agrave 40 15 agrave 25

Sable fin 30 agrave 35 10 agrave 15

Argile 40 agrave 50 1 agrave 2

Craie 10 agrave 40 1 agrave 5

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 10 agrave 50

Mesurer la porositeacute dune roche

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Il est possible de mesurer le volume total de la roche en mesurant la quantiteacute deau

deacuteplaceacutee lors de son immersion

II412 La permeacuteabiliteacute

Leacutecoulement des eaux souterraines est reacutegi par la loi de Darcy eacutetablie

expeacuterimentalement en 1856 (deacutefinition de la permeacuteabiliteacute)

8

a- Dispositif expeacuterimental

Figure2 Dispositif expeacuterimental de la loi de Darcy

On considegravere un tube cylindrique de section S rempli dune roche meuble sur une

hauteur L dans lequel on fait circuler de leau sur une hauteur totale H (dispositif agrave niveau

constant) Lorsque le milieu est satureacute en eau on a deacutebit dentreacutee Qe = deacutebit sortie Qs = Q

Leacutequation de Darcy seacutecrit Q = kSΔHL

k correspond au coefficient de permeacuteabiliteacute de Darcy = permeacuteabiliteacute (ms)

S = surface (msup2)

ΔH = perte de charge (m)

La permeacuteabiliteacute (K) correspond agrave la conductiviteacute hydraulique ce paramegravetre hydraulique

est le volume deau qui percole pendant luniteacute de temps agrave travers luniteacute de surface dune section

et ceci agrave la tempeacuterature de 20degC

Quelques reacutesultats

Tableau 2 La porositeacute totale et la permeacuteabiliteacute des sols

Roches poreuses

Porositeacute totale ()

Permeacuteabiliteacute (mJour)

Sable et gravier 25 agrave 40 1000 agrave 10

Sable fin 30 agrave 35 100 agrave 01

Argile 40 agrave 50 lt 01

Craie 10 agrave 40 100 agrave 1

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 lt 1

9

II42 Surveillance de la teneur en eau dans le sol

Lrsquohumiditeacute absolue repreacutesente le nombre de grammes de vapeur drsquoeau preacutesents dans un

volume donneacute rapporteacute agrave la masse drsquoair sec de ce volume exprimeacute en kilogramme Lhumiditeacute

relative sexprime en sa valeur est proche du rapport entre lhumiditeacute absolue porteacutee par lair

et lhumiditeacute absolue maximale quil peut porter lorsquil est satureacute

Pourquoi surveiller lhumiditeacute du sol mecircme si on applique la regravegle simple darroser

avec 254 cm (1 po) deau par semaine pour les cultures horticoles la quantiteacute exacte agrave

administrer agrave une culture deacutepend de combien elle a besoin et de ce que le sol peut emmagasiner

La quantiteacute deau dont la culture a besoin deacutepend de leacutevapotranspiration (ET) qui est

affecteacutee par

bull la tempeacuterature et lhumiditeacute

bull le stade de croissance de la culture

bull le rayonnement solaire

bull la preacutesence de paillis

La quantiteacute deau que le sol peut emmagasiner deacutepend

bull de la texture du sol

bull du de matiegravere organique

bull de la profondeur des racines

Lutilisation de leau et des eacuteleacutements nutritifs est agrave son plus efficace quand leau est

fournie dans les quantiteacutes exigeacutees par la culture et que le sol ne peut en emmagasiner ni plus

ni moins

Capaciteacute de reacutetention autant deau que le sol peut en retenir (plus preacuteciseacutement la

quantiteacute deau retenue dans le sol deux ou trois jours apregraves quil ait eacuteteacute satureacute par des

preacutecipitations Il y a peu de mouvement descendant par graviteacute de leau dans le sol et tregraves peu

de succion capillaire)

Point de fleacutetrissement permanent quantiteacute deau qui reste dans le sol quand le veacutegeacutetal

se fleacutetrit dans une atmosphegravere humide Leau qui reste dans le sol est fortement retenue par les

particules du sol et ne peut ecirctre absorbeacutee par les racines

Eau disponible cest la quantiteacute deau dans le sol qui se situe entre la capaciteacute de

reacutetention et le point de fleacutetrissement permanent Il faut commencer agrave irriguer avant que le sol

natteigne un niveau de 50 de leau disponible

10

La capaciteacute au champ quantiteacute drsquoeau retenue dans les premiers niveaux du sol quand

la percolation naturelle vers la profondeur et vers lrsquoaval stoppe - La teneur en eau du sol peut

descendre au-dessous de la capaciteacute au champ et mecircme atteindre le point de fleacutetrissement pregraves

de la surface un courant deau capillaire seacutetablit depuis la profondeur

La reacuteserve utile (RU) quantiteacute drsquoeau que la plante peut theacuteoriquement utiliser dans ses

conditions optimales Cette quantiteacute est toujours lt agrave la capaciteacute de la reacutetention et deacutepend des

plantes La quantiteacute drsquoeau qui reste dans le sol mais qui ne peut pas ecirctre utiliseacutee par les plantes

deacutefinit le point de fleacutetrissement

Chapitre III Les besoins en eau des cultures

La notion deacutevapotranspiration regroupe les deux processus preacuteciteacutes agrave savoir

leacutevaporation directe de leau du sol et la transpiration par les plantes Sur un sol preacutesentant une

couverture veacutegeacutetale mecircme partielle les eacutechanges par transpiration sont quantitativement plus

importants que les eacutechanges par eacutevaporation directe

III1 Processus de transfert drsquoeau dans le veacutegeacutetal

Absorption par les racines

Circulation sous forme liquide dans le systegraveme vasculaire des racines du tronc des

branches des feuilles

Transpiration par les pores stomates des feuilles (= 90 de la transpiration totale)

- La transpiration est un produit direct de la photosynthegravese qui deacutepend du rayonnement

solaire

- La transpiration reacutegule aussi la TdegC de la plante (en srsquoeacutevaporant lrsquoeau emporte une

partie de la chaleur de la plante)

- La transpiration est influenceacutee par

Facteurs climatiques

Nature acircge et deacuteveloppement du feuillage de la plante

Humiditeacute du sol

Si teneur en eau du sol lt teneur min (laquo point de fleacutetrissement raquo) alors les racines ne

parviennent plus agrave tirer lrsquoeau du sol =gt la transpiration cesse le feuillage fleacutetrit la plante meurt

11

III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

6

tige et les feuilles eacutevaporent par transpiration Une fraction reacuteduite finalement gagne la

profondeur et atteint la nappe

Figure1 place de leau du sol dans le cycle de leau

La teneur en eau est fonction de la porositeacute et de la permeacuteabiliteacute du sol Le volume

maximal deau quun sol peut retenir est la capaciteacute au champ ou capaciteacute de reacutetention du sol

qui deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie du sol Pregraves de la surface le sol nest pas satureacute

les espaces vides contiennent de leau et de lair leau est soumise aux forces de graviteacute et de

capillariteacute

Agrave partir drsquoune certaine profondeur la teneur en eau naugmente plus le sol est satureacute

tous les pores du sol sont remplis deau cette zone satureacutee forme une nappe les forces de graviteacute

sont preacutedominantes

Leau du sol ne repreacutesente que 0064 de leau douce totale son rocircle est cependant

essentiel puisque cest leau quutilisent les racines des plantes

II41 Notion de porositeacute et de permeacuteabiliteacute

Leau peut selon le type de roche peacuteneacutetrer cest la porositeacute de la roche Leau peut

aussi traverser complegravetement la roche cest la permeacuteabiliteacute de la roche

Ces deux paramegravetres fondamentaux repreacutesentent donc

7

bull la porositeacute correspondant au volume relatif des vides preacutesents dans la roche (nombre

sans dimension)

bull la permeacuteabiliteacute mesure de laptitude dune roche agrave se laisser traverser par leau

II411 La porositeacute

La porositeacute totale (pt) se deacutefinit de la faccedilon suivante

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Cette porositeacute totale peut se deacutecomposer en pe (porositeacute efficace) cest la quantiteacute

deau de graviteacute contenue dans une roche ou quantiteacute deau mobile cr (capaciteacute de reacutetention)

cest la quantiteacute deau lieacutee aux particules etou capillaire

La porositeacute totale est la somme de ces deux composantes

Pt = pe (porositeacute efficace) + cr (capaciteacute de reacutetention)

Plus la particule est de petite dimension plus la composante pe diminue et donc plus

la composante cr augmente

Tableau1 La porositeacute totale et la porositeacute efficace des sols

Roches poreuses pt () pe ()

Sable et gravier 25 agrave 40 15 agrave 25

Sable fin 30 agrave 35 10 agrave 15

Argile 40 agrave 50 1 agrave 2

Craie 10 agrave 40 1 agrave 5

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 10 agrave 50

Mesurer la porositeacute dune roche

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Il est possible de mesurer le volume total de la roche en mesurant la quantiteacute deau

deacuteplaceacutee lors de son immersion

II412 La permeacuteabiliteacute

Leacutecoulement des eaux souterraines est reacutegi par la loi de Darcy eacutetablie

expeacuterimentalement en 1856 (deacutefinition de la permeacuteabiliteacute)

8

a- Dispositif expeacuterimental

Figure2 Dispositif expeacuterimental de la loi de Darcy

On considegravere un tube cylindrique de section S rempli dune roche meuble sur une

hauteur L dans lequel on fait circuler de leau sur une hauteur totale H (dispositif agrave niveau

constant) Lorsque le milieu est satureacute en eau on a deacutebit dentreacutee Qe = deacutebit sortie Qs = Q

Leacutequation de Darcy seacutecrit Q = kSΔHL

k correspond au coefficient de permeacuteabiliteacute de Darcy = permeacuteabiliteacute (ms)

S = surface (msup2)

ΔH = perte de charge (m)

La permeacuteabiliteacute (K) correspond agrave la conductiviteacute hydraulique ce paramegravetre hydraulique

est le volume deau qui percole pendant luniteacute de temps agrave travers luniteacute de surface dune section

et ceci agrave la tempeacuterature de 20degC

Quelques reacutesultats

Tableau 2 La porositeacute totale et la permeacuteabiliteacute des sols

Roches poreuses

Porositeacute totale ()

Permeacuteabiliteacute (mJour)

Sable et gravier 25 agrave 40 1000 agrave 10

Sable fin 30 agrave 35 100 agrave 01

Argile 40 agrave 50 lt 01

Craie 10 agrave 40 100 agrave 1

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 lt 1

9

II42 Surveillance de la teneur en eau dans le sol

Lrsquohumiditeacute absolue repreacutesente le nombre de grammes de vapeur drsquoeau preacutesents dans un

volume donneacute rapporteacute agrave la masse drsquoair sec de ce volume exprimeacute en kilogramme Lhumiditeacute

relative sexprime en sa valeur est proche du rapport entre lhumiditeacute absolue porteacutee par lair

et lhumiditeacute absolue maximale quil peut porter lorsquil est satureacute

Pourquoi surveiller lhumiditeacute du sol mecircme si on applique la regravegle simple darroser

avec 254 cm (1 po) deau par semaine pour les cultures horticoles la quantiteacute exacte agrave

administrer agrave une culture deacutepend de combien elle a besoin et de ce que le sol peut emmagasiner

La quantiteacute deau dont la culture a besoin deacutepend de leacutevapotranspiration (ET) qui est

affecteacutee par

bull la tempeacuterature et lhumiditeacute

bull le stade de croissance de la culture

bull le rayonnement solaire

bull la preacutesence de paillis

La quantiteacute deau que le sol peut emmagasiner deacutepend

bull de la texture du sol

bull du de matiegravere organique

bull de la profondeur des racines

Lutilisation de leau et des eacuteleacutements nutritifs est agrave son plus efficace quand leau est

fournie dans les quantiteacutes exigeacutees par la culture et que le sol ne peut en emmagasiner ni plus

ni moins

Capaciteacute de reacutetention autant deau que le sol peut en retenir (plus preacuteciseacutement la

quantiteacute deau retenue dans le sol deux ou trois jours apregraves quil ait eacuteteacute satureacute par des

preacutecipitations Il y a peu de mouvement descendant par graviteacute de leau dans le sol et tregraves peu

de succion capillaire)

Point de fleacutetrissement permanent quantiteacute deau qui reste dans le sol quand le veacutegeacutetal

se fleacutetrit dans une atmosphegravere humide Leau qui reste dans le sol est fortement retenue par les

particules du sol et ne peut ecirctre absorbeacutee par les racines

Eau disponible cest la quantiteacute deau dans le sol qui se situe entre la capaciteacute de

reacutetention et le point de fleacutetrissement permanent Il faut commencer agrave irriguer avant que le sol

natteigne un niveau de 50 de leau disponible

10

La capaciteacute au champ quantiteacute drsquoeau retenue dans les premiers niveaux du sol quand

la percolation naturelle vers la profondeur et vers lrsquoaval stoppe - La teneur en eau du sol peut

descendre au-dessous de la capaciteacute au champ et mecircme atteindre le point de fleacutetrissement pregraves

de la surface un courant deau capillaire seacutetablit depuis la profondeur

La reacuteserve utile (RU) quantiteacute drsquoeau que la plante peut theacuteoriquement utiliser dans ses

conditions optimales Cette quantiteacute est toujours lt agrave la capaciteacute de la reacutetention et deacutepend des

plantes La quantiteacute drsquoeau qui reste dans le sol mais qui ne peut pas ecirctre utiliseacutee par les plantes

deacutefinit le point de fleacutetrissement

Chapitre III Les besoins en eau des cultures

La notion deacutevapotranspiration regroupe les deux processus preacuteciteacutes agrave savoir

leacutevaporation directe de leau du sol et la transpiration par les plantes Sur un sol preacutesentant une

couverture veacutegeacutetale mecircme partielle les eacutechanges par transpiration sont quantitativement plus

importants que les eacutechanges par eacutevaporation directe

III1 Processus de transfert drsquoeau dans le veacutegeacutetal

Absorption par les racines

Circulation sous forme liquide dans le systegraveme vasculaire des racines du tronc des

branches des feuilles

Transpiration par les pores stomates des feuilles (= 90 de la transpiration totale)

- La transpiration est un produit direct de la photosynthegravese qui deacutepend du rayonnement

solaire

- La transpiration reacutegule aussi la TdegC de la plante (en srsquoeacutevaporant lrsquoeau emporte une

partie de la chaleur de la plante)

- La transpiration est influenceacutee par

Facteurs climatiques

Nature acircge et deacuteveloppement du feuillage de la plante

Humiditeacute du sol

Si teneur en eau du sol lt teneur min (laquo point de fleacutetrissement raquo) alors les racines ne

parviennent plus agrave tirer lrsquoeau du sol =gt la transpiration cesse le feuillage fleacutetrit la plante meurt

11

III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

7

bull la porositeacute correspondant au volume relatif des vides preacutesents dans la roche (nombre

sans dimension)

bull la permeacuteabiliteacute mesure de laptitude dune roche agrave se laisser traverser par leau

II411 La porositeacute

La porositeacute totale (pt) se deacutefinit de la faccedilon suivante

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Cette porositeacute totale peut se deacutecomposer en pe (porositeacute efficace) cest la quantiteacute

deau de graviteacute contenue dans une roche ou quantiteacute deau mobile cr (capaciteacute de reacutetention)

cest la quantiteacute deau lieacutee aux particules etou capillaire

La porositeacute totale est la somme de ces deux composantes

Pt = pe (porositeacute efficace) + cr (capaciteacute de reacutetention)

Plus la particule est de petite dimension plus la composante pe diminue et donc plus

la composante cr augmente

Tableau1 La porositeacute totale et la porositeacute efficace des sols

Roches poreuses pt () pe ()

Sable et gravier 25 agrave 40 15 agrave 25

Sable fin 30 agrave 35 10 agrave 15

Argile 40 agrave 50 1 agrave 2

Craie 10 agrave 40 1 agrave 5

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 10 agrave 50

Mesurer la porositeacute dune roche

Pt () = Volume des vides volume total de la roche x 100

Il est possible de mesurer le volume total de la roche en mesurant la quantiteacute deau

deacuteplaceacutee lors de son immersion

II412 La permeacuteabiliteacute

Leacutecoulement des eaux souterraines est reacutegi par la loi de Darcy eacutetablie

expeacuterimentalement en 1856 (deacutefinition de la permeacuteabiliteacute)

8

a- Dispositif expeacuterimental

Figure2 Dispositif expeacuterimental de la loi de Darcy

On considegravere un tube cylindrique de section S rempli dune roche meuble sur une

hauteur L dans lequel on fait circuler de leau sur une hauteur totale H (dispositif agrave niveau

constant) Lorsque le milieu est satureacute en eau on a deacutebit dentreacutee Qe = deacutebit sortie Qs = Q

Leacutequation de Darcy seacutecrit Q = kSΔHL

k correspond au coefficient de permeacuteabiliteacute de Darcy = permeacuteabiliteacute (ms)

S = surface (msup2)

ΔH = perte de charge (m)

La permeacuteabiliteacute (K) correspond agrave la conductiviteacute hydraulique ce paramegravetre hydraulique

est le volume deau qui percole pendant luniteacute de temps agrave travers luniteacute de surface dune section

et ceci agrave la tempeacuterature de 20degC

Quelques reacutesultats

Tableau 2 La porositeacute totale et la permeacuteabiliteacute des sols

Roches poreuses

Porositeacute totale ()

Permeacuteabiliteacute (mJour)

Sable et gravier 25 agrave 40 1000 agrave 10

Sable fin 30 agrave 35 100 agrave 01

Argile 40 agrave 50 lt 01

Craie 10 agrave 40 100 agrave 1

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 lt 1

9

II42 Surveillance de la teneur en eau dans le sol

Lrsquohumiditeacute absolue repreacutesente le nombre de grammes de vapeur drsquoeau preacutesents dans un

volume donneacute rapporteacute agrave la masse drsquoair sec de ce volume exprimeacute en kilogramme Lhumiditeacute

relative sexprime en sa valeur est proche du rapport entre lhumiditeacute absolue porteacutee par lair

et lhumiditeacute absolue maximale quil peut porter lorsquil est satureacute

Pourquoi surveiller lhumiditeacute du sol mecircme si on applique la regravegle simple darroser

avec 254 cm (1 po) deau par semaine pour les cultures horticoles la quantiteacute exacte agrave

administrer agrave une culture deacutepend de combien elle a besoin et de ce que le sol peut emmagasiner

La quantiteacute deau dont la culture a besoin deacutepend de leacutevapotranspiration (ET) qui est

affecteacutee par

bull la tempeacuterature et lhumiditeacute

bull le stade de croissance de la culture

bull le rayonnement solaire

bull la preacutesence de paillis

La quantiteacute deau que le sol peut emmagasiner deacutepend

bull de la texture du sol

bull du de matiegravere organique

bull de la profondeur des racines

Lutilisation de leau et des eacuteleacutements nutritifs est agrave son plus efficace quand leau est

fournie dans les quantiteacutes exigeacutees par la culture et que le sol ne peut en emmagasiner ni plus

ni moins

Capaciteacute de reacutetention autant deau que le sol peut en retenir (plus preacuteciseacutement la

quantiteacute deau retenue dans le sol deux ou trois jours apregraves quil ait eacuteteacute satureacute par des

preacutecipitations Il y a peu de mouvement descendant par graviteacute de leau dans le sol et tregraves peu

de succion capillaire)

Point de fleacutetrissement permanent quantiteacute deau qui reste dans le sol quand le veacutegeacutetal

se fleacutetrit dans une atmosphegravere humide Leau qui reste dans le sol est fortement retenue par les

particules du sol et ne peut ecirctre absorbeacutee par les racines

Eau disponible cest la quantiteacute deau dans le sol qui se situe entre la capaciteacute de

reacutetention et le point de fleacutetrissement permanent Il faut commencer agrave irriguer avant que le sol

natteigne un niveau de 50 de leau disponible

10

La capaciteacute au champ quantiteacute drsquoeau retenue dans les premiers niveaux du sol quand

la percolation naturelle vers la profondeur et vers lrsquoaval stoppe - La teneur en eau du sol peut

descendre au-dessous de la capaciteacute au champ et mecircme atteindre le point de fleacutetrissement pregraves

de la surface un courant deau capillaire seacutetablit depuis la profondeur

La reacuteserve utile (RU) quantiteacute drsquoeau que la plante peut theacuteoriquement utiliser dans ses

conditions optimales Cette quantiteacute est toujours lt agrave la capaciteacute de la reacutetention et deacutepend des

plantes La quantiteacute drsquoeau qui reste dans le sol mais qui ne peut pas ecirctre utiliseacutee par les plantes

deacutefinit le point de fleacutetrissement

Chapitre III Les besoins en eau des cultures

La notion deacutevapotranspiration regroupe les deux processus preacuteciteacutes agrave savoir

leacutevaporation directe de leau du sol et la transpiration par les plantes Sur un sol preacutesentant une

couverture veacutegeacutetale mecircme partielle les eacutechanges par transpiration sont quantitativement plus

importants que les eacutechanges par eacutevaporation directe

III1 Processus de transfert drsquoeau dans le veacutegeacutetal

Absorption par les racines

Circulation sous forme liquide dans le systegraveme vasculaire des racines du tronc des

branches des feuilles

Transpiration par les pores stomates des feuilles (= 90 de la transpiration totale)

- La transpiration est un produit direct de la photosynthegravese qui deacutepend du rayonnement

solaire

- La transpiration reacutegule aussi la TdegC de la plante (en srsquoeacutevaporant lrsquoeau emporte une

partie de la chaleur de la plante)

- La transpiration est influenceacutee par

Facteurs climatiques

Nature acircge et deacuteveloppement du feuillage de la plante

Humiditeacute du sol

Si teneur en eau du sol lt teneur min (laquo point de fleacutetrissement raquo) alors les racines ne

parviennent plus agrave tirer lrsquoeau du sol =gt la transpiration cesse le feuillage fleacutetrit la plante meurt

11

III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

8

a- Dispositif expeacuterimental

Figure2 Dispositif expeacuterimental de la loi de Darcy

On considegravere un tube cylindrique de section S rempli dune roche meuble sur une

hauteur L dans lequel on fait circuler de leau sur une hauteur totale H (dispositif agrave niveau

constant) Lorsque le milieu est satureacute en eau on a deacutebit dentreacutee Qe = deacutebit sortie Qs = Q

Leacutequation de Darcy seacutecrit Q = kSΔHL

k correspond au coefficient de permeacuteabiliteacute de Darcy = permeacuteabiliteacute (ms)

S = surface (msup2)

ΔH = perte de charge (m)

La permeacuteabiliteacute (K) correspond agrave la conductiviteacute hydraulique ce paramegravetre hydraulique

est le volume deau qui percole pendant luniteacute de temps agrave travers luniteacute de surface dune section

et ceci agrave la tempeacuterature de 20degC

Quelques reacutesultats

Tableau 2 La porositeacute totale et la permeacuteabiliteacute des sols

Roches poreuses

Porositeacute totale ()

Permeacuteabiliteacute (mJour)

Sable et gravier 25 agrave 40 1000 agrave 10

Sable fin 30 agrave 35 100 agrave 01

Argile 40 agrave 50 lt 01

Craie 10 agrave 40 100 agrave 1

Calcaire (fissureacute) 1 agrave 10 lt 1

9

II42 Surveillance de la teneur en eau dans le sol

Lrsquohumiditeacute absolue repreacutesente le nombre de grammes de vapeur drsquoeau preacutesents dans un

volume donneacute rapporteacute agrave la masse drsquoair sec de ce volume exprimeacute en kilogramme Lhumiditeacute

relative sexprime en sa valeur est proche du rapport entre lhumiditeacute absolue porteacutee par lair

et lhumiditeacute absolue maximale quil peut porter lorsquil est satureacute

Pourquoi surveiller lhumiditeacute du sol mecircme si on applique la regravegle simple darroser

avec 254 cm (1 po) deau par semaine pour les cultures horticoles la quantiteacute exacte agrave

administrer agrave une culture deacutepend de combien elle a besoin et de ce que le sol peut emmagasiner

La quantiteacute deau dont la culture a besoin deacutepend de leacutevapotranspiration (ET) qui est

affecteacutee par

bull la tempeacuterature et lhumiditeacute

bull le stade de croissance de la culture

bull le rayonnement solaire

bull la preacutesence de paillis

La quantiteacute deau que le sol peut emmagasiner deacutepend

bull de la texture du sol

bull du de matiegravere organique

bull de la profondeur des racines

Lutilisation de leau et des eacuteleacutements nutritifs est agrave son plus efficace quand leau est

fournie dans les quantiteacutes exigeacutees par la culture et que le sol ne peut en emmagasiner ni plus

ni moins

Capaciteacute de reacutetention autant deau que le sol peut en retenir (plus preacuteciseacutement la

quantiteacute deau retenue dans le sol deux ou trois jours apregraves quil ait eacuteteacute satureacute par des

preacutecipitations Il y a peu de mouvement descendant par graviteacute de leau dans le sol et tregraves peu

de succion capillaire)

Point de fleacutetrissement permanent quantiteacute deau qui reste dans le sol quand le veacutegeacutetal

se fleacutetrit dans une atmosphegravere humide Leau qui reste dans le sol est fortement retenue par les

particules du sol et ne peut ecirctre absorbeacutee par les racines

Eau disponible cest la quantiteacute deau dans le sol qui se situe entre la capaciteacute de

reacutetention et le point de fleacutetrissement permanent Il faut commencer agrave irriguer avant que le sol

natteigne un niveau de 50 de leau disponible

10

La capaciteacute au champ quantiteacute drsquoeau retenue dans les premiers niveaux du sol quand

la percolation naturelle vers la profondeur et vers lrsquoaval stoppe - La teneur en eau du sol peut

descendre au-dessous de la capaciteacute au champ et mecircme atteindre le point de fleacutetrissement pregraves

de la surface un courant deau capillaire seacutetablit depuis la profondeur

La reacuteserve utile (RU) quantiteacute drsquoeau que la plante peut theacuteoriquement utiliser dans ses

conditions optimales Cette quantiteacute est toujours lt agrave la capaciteacute de la reacutetention et deacutepend des

plantes La quantiteacute drsquoeau qui reste dans le sol mais qui ne peut pas ecirctre utiliseacutee par les plantes

deacutefinit le point de fleacutetrissement

Chapitre III Les besoins en eau des cultures

La notion deacutevapotranspiration regroupe les deux processus preacuteciteacutes agrave savoir

leacutevaporation directe de leau du sol et la transpiration par les plantes Sur un sol preacutesentant une

couverture veacutegeacutetale mecircme partielle les eacutechanges par transpiration sont quantitativement plus

importants que les eacutechanges par eacutevaporation directe

III1 Processus de transfert drsquoeau dans le veacutegeacutetal

Absorption par les racines

Circulation sous forme liquide dans le systegraveme vasculaire des racines du tronc des

branches des feuilles

Transpiration par les pores stomates des feuilles (= 90 de la transpiration totale)

- La transpiration est un produit direct de la photosynthegravese qui deacutepend du rayonnement

solaire

- La transpiration reacutegule aussi la TdegC de la plante (en srsquoeacutevaporant lrsquoeau emporte une

partie de la chaleur de la plante)

- La transpiration est influenceacutee par

Facteurs climatiques

Nature acircge et deacuteveloppement du feuillage de la plante

Humiditeacute du sol

Si teneur en eau du sol lt teneur min (laquo point de fleacutetrissement raquo) alors les racines ne

parviennent plus agrave tirer lrsquoeau du sol =gt la transpiration cesse le feuillage fleacutetrit la plante meurt

11

III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

9

II42 Surveillance de la teneur en eau dans le sol

Lrsquohumiditeacute absolue repreacutesente le nombre de grammes de vapeur drsquoeau preacutesents dans un

volume donneacute rapporteacute agrave la masse drsquoair sec de ce volume exprimeacute en kilogramme Lhumiditeacute

relative sexprime en sa valeur est proche du rapport entre lhumiditeacute absolue porteacutee par lair

et lhumiditeacute absolue maximale quil peut porter lorsquil est satureacute

Pourquoi surveiller lhumiditeacute du sol mecircme si on applique la regravegle simple darroser

avec 254 cm (1 po) deau par semaine pour les cultures horticoles la quantiteacute exacte agrave

administrer agrave une culture deacutepend de combien elle a besoin et de ce que le sol peut emmagasiner

La quantiteacute deau dont la culture a besoin deacutepend de leacutevapotranspiration (ET) qui est

affecteacutee par

bull la tempeacuterature et lhumiditeacute

bull le stade de croissance de la culture

bull le rayonnement solaire

bull la preacutesence de paillis

La quantiteacute deau que le sol peut emmagasiner deacutepend

bull de la texture du sol

bull du de matiegravere organique

bull de la profondeur des racines

Lutilisation de leau et des eacuteleacutements nutritifs est agrave son plus efficace quand leau est

fournie dans les quantiteacutes exigeacutees par la culture et que le sol ne peut en emmagasiner ni plus

ni moins

Capaciteacute de reacutetention autant deau que le sol peut en retenir (plus preacuteciseacutement la

quantiteacute deau retenue dans le sol deux ou trois jours apregraves quil ait eacuteteacute satureacute par des

preacutecipitations Il y a peu de mouvement descendant par graviteacute de leau dans le sol et tregraves peu

de succion capillaire)

Point de fleacutetrissement permanent quantiteacute deau qui reste dans le sol quand le veacutegeacutetal

se fleacutetrit dans une atmosphegravere humide Leau qui reste dans le sol est fortement retenue par les

particules du sol et ne peut ecirctre absorbeacutee par les racines

Eau disponible cest la quantiteacute deau dans le sol qui se situe entre la capaciteacute de

reacutetention et le point de fleacutetrissement permanent Il faut commencer agrave irriguer avant que le sol

natteigne un niveau de 50 de leau disponible

10

La capaciteacute au champ quantiteacute drsquoeau retenue dans les premiers niveaux du sol quand

la percolation naturelle vers la profondeur et vers lrsquoaval stoppe - La teneur en eau du sol peut

descendre au-dessous de la capaciteacute au champ et mecircme atteindre le point de fleacutetrissement pregraves

de la surface un courant deau capillaire seacutetablit depuis la profondeur

La reacuteserve utile (RU) quantiteacute drsquoeau que la plante peut theacuteoriquement utiliser dans ses

conditions optimales Cette quantiteacute est toujours lt agrave la capaciteacute de la reacutetention et deacutepend des

plantes La quantiteacute drsquoeau qui reste dans le sol mais qui ne peut pas ecirctre utiliseacutee par les plantes

deacutefinit le point de fleacutetrissement

Chapitre III Les besoins en eau des cultures

La notion deacutevapotranspiration regroupe les deux processus preacuteciteacutes agrave savoir

leacutevaporation directe de leau du sol et la transpiration par les plantes Sur un sol preacutesentant une

couverture veacutegeacutetale mecircme partielle les eacutechanges par transpiration sont quantitativement plus

importants que les eacutechanges par eacutevaporation directe

III1 Processus de transfert drsquoeau dans le veacutegeacutetal

Absorption par les racines

Circulation sous forme liquide dans le systegraveme vasculaire des racines du tronc des

branches des feuilles

Transpiration par les pores stomates des feuilles (= 90 de la transpiration totale)

- La transpiration est un produit direct de la photosynthegravese qui deacutepend du rayonnement

solaire

- La transpiration reacutegule aussi la TdegC de la plante (en srsquoeacutevaporant lrsquoeau emporte une

partie de la chaleur de la plante)

- La transpiration est influenceacutee par

Facteurs climatiques

Nature acircge et deacuteveloppement du feuillage de la plante

Humiditeacute du sol

Si teneur en eau du sol lt teneur min (laquo point de fleacutetrissement raquo) alors les racines ne

parviennent plus agrave tirer lrsquoeau du sol =gt la transpiration cesse le feuillage fleacutetrit la plante meurt

11

III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

10

La capaciteacute au champ quantiteacute drsquoeau retenue dans les premiers niveaux du sol quand

la percolation naturelle vers la profondeur et vers lrsquoaval stoppe - La teneur en eau du sol peut

descendre au-dessous de la capaciteacute au champ et mecircme atteindre le point de fleacutetrissement pregraves

de la surface un courant deau capillaire seacutetablit depuis la profondeur

La reacuteserve utile (RU) quantiteacute drsquoeau que la plante peut theacuteoriquement utiliser dans ses

conditions optimales Cette quantiteacute est toujours lt agrave la capaciteacute de la reacutetention et deacutepend des

plantes La quantiteacute drsquoeau qui reste dans le sol mais qui ne peut pas ecirctre utiliseacutee par les plantes

deacutefinit le point de fleacutetrissement

Chapitre III Les besoins en eau des cultures

La notion deacutevapotranspiration regroupe les deux processus preacuteciteacutes agrave savoir

leacutevaporation directe de leau du sol et la transpiration par les plantes Sur un sol preacutesentant une

couverture veacutegeacutetale mecircme partielle les eacutechanges par transpiration sont quantitativement plus

importants que les eacutechanges par eacutevaporation directe

III1 Processus de transfert drsquoeau dans le veacutegeacutetal

Absorption par les racines

Circulation sous forme liquide dans le systegraveme vasculaire des racines du tronc des

branches des feuilles

Transpiration par les pores stomates des feuilles (= 90 de la transpiration totale)

- La transpiration est un produit direct de la photosynthegravese qui deacutepend du rayonnement

solaire

- La transpiration reacutegule aussi la TdegC de la plante (en srsquoeacutevaporant lrsquoeau emporte une

partie de la chaleur de la plante)

- La transpiration est influenceacutee par

Facteurs climatiques

Nature acircge et deacuteveloppement du feuillage de la plante

Humiditeacute du sol

Si teneur en eau du sol lt teneur min (laquo point de fleacutetrissement raquo) alors les racines ne

parviennent plus agrave tirer lrsquoeau du sol =gt la transpiration cesse le feuillage fleacutetrit la plante meurt

11

III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

11

III2 Lrsquoeacutevapotranspiration (ET)

Ensemble des pheacutenomegravenes et des flux deacutevaporation physique et de transpiration

biologique notamment de la veacutegeacutetation qui interviennent dans le bilan deau dun territoire

dun hydro systegraveme terrestre comme facteur de flux sortant Elle

est exprimeacutee le plus geacuteneacuteralement en hauteur moyenne eacutevaporeacutee sur la surface

consideacutereacutee pendant une dureacutee deacutefinie

Quantiteacute deau transfeacutereacutee du sol vers latmosphegravere par eacutevaporation et transpiration des

plantes

LrsquoEVAPOTRANSPIRATION (ET) = EVAPORATION (Eacutevaporation des surface drsquoeau

libre et lrsquoeau contenue dans le sol et dans les plantes + TRANSPIRATION (Transpiration des

veacutegeacutetaux eacutemanant de leur feuillage)

- Bien que lrsquoET soit la composante du cycle de lrsquoeau la moins visible agrave lrsquoeacutechelle du globe 23

des pluies continentales retournent agrave lrsquoatmosphegravere par ET

- LrsquoET affecte les reacuteserves en eau en surface dans les sols et dans la biomasse

- Quantiteacute drsquoeau dispo pour eacutecosystegraveme et homme = Preacutecipitations - ET

- Si ET trop forte alors creacuteation drsquoun reacuteservoir compromise

III21 Notions deacutevapotranspiration de reacutefeacuterence potentiel et reacuteelle

Lrsquoeacutevapotranspiration de reacutefeacuterences ET0 est deacutefinie comme le niveau de

lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune surface importante drsquoun gazon de hauteur uniforme (entre 8 et 15

cm) en croissance active recouvrant complegravetement le sol et alimenteacute en eau drsquoune faccedilon non

conditionnelle

Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP est lrsquoeacutevapotranspiration drsquoune culture (stade de

deacuteveloppement veacutegeacutetatif max) bien fournie en eau et ou le sol est agrave sa capaciteacute de reacutetention

crsquoest la limite maximale de lrsquoeacutevapotranspiration

Lrsquoeacutevapotranspiration reacuteelle ETR est la valeur reacuteelle de lrsquoeacutevapotranspiration elle est

infeacuterieur agrave Lrsquoeacutevapotranspiration potentiel ETP puisque le sol nrsquoest pas en permanence agrave sa

capaciteacute de reacutetention

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

12

Figure 3 Evaporation et eacutevapotranspiration potentielle et reacuteelle

III22 Les meacutethodes de deacutetermination de lrsquoETP par les formules empiriques

a) Formule de Thornthwaite

ETP= 16 (10 tT)α K

ETP en mm

T tempeacuterature moyenne (Cdeg)

I indice thermique annuel I= sum112 i

i indice thermique mensuel i= (ts)15

A simplification apporteacute par Serra a= (16100)I + 05

K coefficient drsquoajustement mensuel

b) Formule de Turc

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est supeacuterieure agrave 50 lrsquoeacutevapotranspiration potentielle est

donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) en (mmmois)

Avec

T Tempeacuterature moyenne mensuelle en degc

Ig Radiation globale du mois consideacutereacute en (cal cm2 j)

Selon TURC le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037 pour le mois de feacutevrier

Si lrsquohumiditeacute relative de lrsquoair est infeacuterieure agrave 50 lrsquoETP est donneacutee par

ETP = 040 (Ig + 50)T (T +15) (1+(50-Hr 70))

Avec

T Tempeacuterature moyenne de la peacuteriode consideacutereacutee en degc

Hr Lrsquohumiditeacute de lrsquoair en

Ig Radiation globale en (cal cm2 jour)

Tel que

Ig = IgA (018 + 062 hH)

Avec

IgA Radiation maximale theacuteorique

H Dureacutee astronomique de jour en (heure mois)

h la dureacutee drsquoinsolation en (heure mois)

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

13

Remarque Pour le mois de feacutevrier le coefficient 040 est reacuteduit agrave 037

Evapotranspiration (ET) somme de lrsquoeacutevaporation depuis le sol et agrave la surface des

veacutegeacutetaux + transpiration directe de vapeur drsquoeau par la veacutegeacutetation LrsquoET varie en fonction de la

physiologie de la plante

P gt ETP alors ETR = ETP

- mais si ETR lt P alors il y a un surplus hydrologique qui va alimenter la RU et

lrsquoeacutecoulement

P lt ETP alors ETR = P + RU

ETR = 0 quand P et RU = 0

III3 Pourquoi deacuteterminer les besoins en eau des cultures

Connaicirctre la valeur des besoins en eau des cultures est agrave la base de

- Conception des reacuteseaux dirrigation (calcul du deacutebit de dimensionnement des

ouvrages)

- Gestion des reacuteseaux dirrigation preacutevision agrave court terme (programmation des

apports deau)

- Planification de lutilisation des ressources hydrauliques volume deau neacutecessaire

pour lirrigation surfaces irrigables au vu des ressources etc

III4 Le bilan hydrique

On peut scheacutematiser le pheacutenomegravene continu du cycle de leau en trois phases

- Les preacutecipitations

- Le ruissellement de surface et leacutecoulement souterrain

- Lrsquoeacutevapotranspiration

Il est inteacuteressant de noter que dans chacune des phases on retrouve respectivement un

transport deau un emmagasinement temporaire et parfois un changement deacutetat Il sensuit que

lestimation des quantiteacutes deau passant par chacune des eacutetapes du cycle hydrologique peut se

faire agrave laide dune eacutequation appeleacutee hydrologique qui est le bilan des quantiteacutes deau entrant

et sortant dun systegraveme deacutefini dans lespace et dans le temps Le temporel introduit la notion de

lanneacutee hydrologique

En principe cette peacuteriode dune anneacutee est choisie en fonction des conditions climatiques

Ainsi en fonction de la situation meacuteteacuteorologique des reacutegions lanneacutee hydrologique peut deacutebuter

agrave des dates diffeacuterentes de celle du calendrier ordinaire

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

14

Au niveau de lespace il est dusage de travailler agrave leacutechelle dun bassin versant mais il

est possible de raisonner agrave un autre niveau (zone administrative entiteacute reacutegionale etc)

Leacutequation du bilan hydrique se fonde sur leacutequation de continuiteacute et peut sexprimer

comme suit pour une peacuteriode et un bassin donneacutes

P + S = R + ETP + (S+ΔS)

Avec

P preacutecipitations [mm]

S ressources (accumulation) de la peacuteriode preacuteceacutedente (eaux souterraines humiditeacute du

sol neige glace) [mm]

R ruissellement de surface et eacutecoulements souterrains [mm]

E eacutevapotranspiration [mm]

S + DS ressources accumuleacutees agrave la fin de la peacuteriode [mm]

Le calcul du bilan hydrique estime leacutecoulement et leacutevapotranspiration sur un pas de

temps deacutecadaire ou mensuelle en fonction du sol et de la meacuteteacuteorologie

Le sol a un impact important sur le bilan car il possegravede une capaciteacute de stockage qui

peut seacutepuiser ce qui conduit au fleacutetrissement des veacutegeacutetaux et ainsi agrave une baisse de

leacutevapotranspiration

La porositeacute du sol (20 agrave 30 en geacuteneacuteral) peut ecirctre consideacutereacutee comme une capaciteacute de

stockage

Lorsque le sol est rempli drsquoeau la porositeacute est presque totalement occupeacutee par leau le

sol est dit satureacute

III41 Deacuteficit en eau

Deacuteficit en eau est la comparaison entre les besoins mensuels des plantes avec la quantiteacute

drsquoeau disponible par le sol au cours de la peacuteriode de veacutegeacutetation

III42 Deacuteficit pluviomeacutetrique (climatique)

Deacuteficit pluviomeacutetrique ou climatique est la diffeacuterence entre lrsquoETP et le module

pluviomeacutetrique correspondant

dp = ETP ndash P

- P correspond agrave la pluviomeacutetrie exprimeacutee en millimegravetres

- ETP est leacutevapotranspiration potentielle en millimegravetres

Il est important de noteacute que les exceacutedents de preacutecipitation sont perdus par infiltration et

ruissellement et ne viennent pas de compenser les deacuteficits des autres mois et on reacutesulte que le

deacuteficit pluviomeacutetrique annuelle eacutevalueacutee mois par mois

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

15

III43 Deacuteficit agricole

Il nrsquoest pas neacutecessaire de fournir au sol chaque mois la totaliteacute de deacuteficit pluviomeacutetrique

si le sol peut mettre agrave la disposition de la plante une certain quantiteacute drsquoeau prise par sa reacuteserve

utilisable

da = ETP ndash P ndash Kc RFU

da = dp ndash Kc RFU

-RFU est la reacuteserve facilement utilisable cest-agrave-dire la reacuteserve deau dans le sol

disponible pour les plantes exprimeacutee en millimegravetres Elle vaut 23 de la RU qui est eacutegale au

taux dhumiditeacute multiplieacute par la profondeur atteinte par les racines

-Kc coefficient culturale [01]

III44 Bilan eau-eacutenergie

Le bilan hydrique est correacuteleacute au bilan eacutenergeacutetique dans les reacutegions arides et semi-arides

Il est donc clair que ETR dans les reacutegions humides est habituellement infeacuterieur agrave P cest-agrave-dire

PgtETRgt 0 cest-agrave-dire ETR = ETP Cependant dans les reacutegions semi-arides et arides ETP est

deacutependant des ressources eacutenergeacutetiques et ETR est deacutependant des ressources hydriques cest-agrave-

dire ETRltETP

Puisque les ressources eacutenergeacutetiques sont plus importantes que les ressources en eau plus

particuliegraverement dans ces reacutegions il est neacutecessaire deacutetudier les ressources en eau avec celles

eacutenergeacutetiques deacuteterminant conjointement les paramegravetres hydroclimatiques des cultures

irrigables dans ces reacutegions Ainsi les changements drsquoeacutetat de lrsquoeau (drsquoune phase agrave une autre)

deacutependent des conditions eacutenergeacutetiques

Lrsquoeacutenergie requise pour le changement de la phase liquide agrave la phase gazeuse

(eacutevaporation) est tregraves importante et joue un rocircle substantiel dans les eacutechanges eacutenergeacutetiques du

systegraveme climatique

Dans lrsquoestimation des besoins en eau des cultures ETM leacutetude du bilan hydrique qui

ne tient pas compte du bilan eacutenergeacutetique conduira certainement agrave la salinisation des sols

irrigueacutes dune part ou agrave un faible rendement agricole drsquoautre part Crsquoest pour cette raison qursquoil

se trouve tregraves neacutecessaire de faire des mesures en continu des paramegravetres eacutenergeacutetiques agrave la fois

dans les stations hydroclimatiques ordinaires et dans les bassins expeacuterimentaux des reacutegions

semi-arides et arides Ces enregistrements continus faciliteront la mise au point des formules

empiriques tenant compte agrave la fois des variables et des conditions eacutenergeacutetiques et

hydrologiques crsquoest-agrave-dire trouver des relations hydroclimatiques

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

16

III45 Lrsquoeacutetat des Reacuteserves en eau des sols

III451 La reacuteserve utile (RU)

La reacuteserve utile (RU) est la quantiteacute deau stockeacutee dans le sol qui peut ecirctre absorbeacutee par

les racines des plantes (entre la capaciteacute de reacutetention et le point de fleacutetrissement) En geacuteneacuteral

cette reacuteserve utile pour les plantes deacutepend essentiellement de la granulomeacutetrie des sols et varie

agrave linverse de la permeacuteabiliteacute les sols argileux ont une reacuteserve utile supeacuterieure aux sols sableux

mais ils sont moins permeacuteables

En labsence de mesures preacutecises quil faut faire au laboratoire on peut donner les ordres

de grandeur suivants de cette capaciteacute utile

Tableau 3 La reacuteserve utile des sols

Type de sol RU

Sols sableux 6

Sols moyens (limoneux-sabloargileux) 12

Argiles 16

III452 La reacuteserve facilement utilisable (RFU)

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau disponible par uniteacute de surface calculeacute sur la profondeur

maximale drsquoenracinement et comprise entre deux limites drsquoun part le point de fleacutetrissement

et drsquoautre part la capaciteacute de reacutetention

RFU = (12 ou 23) RU

RFURU = 23

RFU deacutepend essentiellement de

1- La nature du sol et son profondeur

2- La nature des cultures (profondeur des racines)

En pratique on deacuteconseille dattendre que le sol soit revenu au point de fleacutetrissement

avant de pratiquer une irrigation On deacuteclenche lirrigation degraves que la reacuteserve facilement

utilisable (RFU) a eacuteteacute consommeacutee

Le rapport RFURU deacutepend de tout un ensemble de facteurs en particulier la densiteacute

des racines (et donc le volume de sol effectivement utiliseacute par les racines)

Pour faciliter les calculs on considegravere souvent que ce rapport est fixe et que

RFURU= 23 mais en reacutealiteacute les sols argileux sont souvent compacts et moins bien exploreacutes

par les racines que les sols sableux et on recommande les rapports suivants

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

17

Tableau 4 le rapport RFURU des sols

Type des sols RFU RU

Sols argileux 05

Sols limoneux 065

Sols sableux 075

Il sagit dune estimation tregraves approximative car on a pu montrer que le rapport RFURU

deacutepend des cultures

Dans un mecircme sol les cultures reacutesistantes agrave la seacutecheresse disposent dune RFU plus

importante que les cultures sensibles Il faut consideacuterer que les cultures maraicircchegraveres disposent

dune RFU reacuteduite par rapport aux ceacutereacuteales elles doivent donc recevoir des doses dirrigation

plus petites mais plus freacutequentes

La dose reacuteelle drsquoirrigation dr (volume deau) quil faut apporter agrave chaque irrigation

deacutepend de la profondeur exploreacutee par les racines et de la nature du sol

dr = RU X (RFU RU) X Profondeur enracinement

Exercice deacuteterminer la dose drsquoirrigation

1) Pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les racines

nexplorent pas plus de 20 cm Et les besoins en eau ETRM = 45 mmj

2) pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche racines atteignant 60

cm de profondeur lETRM est de 66 mmj

Par exemple pour une culture de radis sur un sol sableux on peut estimer que les

racines nexplorent pas plus de 20 cm La dose dirrigation sera donc de

6 x 075 x 02 m = 0009 m = 9 mm Il faudra donc arroser tous les jours (si ETRM =

45 mmj ce qui est en geacuteneacuteral le cas)

Par contre pour une culture de tomate arriveacutee agrave floraison en terre franche (racines

atteignant 60 cm de profondeur) Dose = 16 x 05 x 06 m = 48 mm Si lETP est de 6 mmj

il suffit darroser tous les 7 jours (compte tenu du coefficient cultural de 11 lETRM est de 66

mmj)

III6 La seacutecheresse

La seacutecheresse est leacutetat normal ou passager du sol etou dun environnement

correspondant agrave un manque deau sur une peacuteriode significativement longue pour quelle ait des

impacts sur la flore naturelle ou cultiveacutee la faune sauvage ou les animaux deacutelevage Seacutecheresse

ne doit pas ecirctre confondue avec ariditeacute Une reacutegion aride peut connaicirctre des eacutepisodes de

seacutecheresse

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

18

Lariditeacute caracteacuterise un climat ayant de faibles preacutecipitations moyennes annuelles et par

un fort deacuteficit de celles-ci par rapport agrave leacutevapotranspiration potentielle en opposition agrave un

climat humide Lariditeacute preacutesente de fortes implications hydrologiques eacutedaphiques et

geacuteomorphologiques Il sagit dun concept climatique agrave reacutefeacuterence spatiale (zone aride) lariditeacute

ne doit pas ecirctre confondue avec la seacutecheresse qui est un concept meacuteteacuteorologique ougrave labsence

deau ou les deacuteficits hydriques sont consideacutereacutes comme une reacutefeacuterence temporelle conjoncturelle

(peacuteriode ougrave anneacutee(s) segraveche(s))

III61 Types de seacutecheresse

Il existe trois types de seacutecheresse Le premier type la seacutecheresse meacuteteacuteorologique

survient lorsquil existe une peacuteriode prolongeacutee dun taux de preacutecipitations en dessous de la

moyenne

Le deuxiegraveme est la seacutecheresse agricole lorsquil nexiste pas assez dhumiditeacute pour les

cultures Cette condition peut avoir lieu mecircme si les preacutecipitations sont normales agrave cause des

conditions du sol et des techniques agricoles ou de choix de plantes inadapteacutees (comme le maiumls

ou le riz tregraves consommatrices deau)

Le troisiegraveme la seacutecheresse hydrologique survient lorsque le niveau des reacuteserves deau

disponibles dans les nappes aquifegraveres lacs et reacuteservoirs descend sous la moyenne Ce seuil peut

ecirctre atteint avec des preacutecipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque leau est

deacutetourneacutee vers une autre reacutegion ou lorsquelle a eacuteteacute surexploiteacutee lorsquune consommation

eacuteleveacutee deau deacutepasse les capaciteacutes de la nappe ou des reacuteservoirs agrave se renouveler ou encore

lorsque les conditions dalimentation des nappes ne sont plus reacuteunies

III62 Conseacutequences de la seacutecheresse

La seacutecheresse joue un rocircle perturbateur ou a pour conseacutequences

- le manque deau pour les cultures vivriegraveres la diminution du rendement des cultures

et des prairies

- lamoindrissement de la qualiteacute de leau la dilution des polluants saffaiblit et la

contamination des reacuteserves hydriques augmente

- la deacuteshydratation des populations et lapparition de maladies

- les troubles sociaux et les conflits pour les ressources naturelles (eau et nourriture)

- la formation ou laugmentation des tempecirctes de poussiegravere avec laccentuation de

leacuterosion eacuteolienne ou des deacutepocircts de seacutediments eacuteoliens (en Chine en particulier)

- la modification les perturbations voire la destruction des eacutecosystegravemes en particulier

des zones humides

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

19

III7 Principe de lrsquoarrosage

Le but drsquoun arrosage est de compenser les pertes en eau drsquoun espace vert pour que les

plantes nrsquoaient pas agrave souffrir de seacutecheresse Le raisonnement se fait par eacutetape

1egravere eacutetape quelle quantiteacute drsquoeau est neacutecessaire

2egraveme eacutetape combien drsquoeau au maximum peut stocker le sol

3egraveme eacutetape y a-t-il eu des pluies

4egraveme eacutetape compte tenu de la capaciteacute de stockage du sol et des apports par les pluies

quel est le stock disponible et combien de jours laisser entre deux arrosages

5egraveme eacutetape reacutegler la dureacutee drsquoarrosage en fonction du deacutebit de lrsquoinstallation

III71 Estimation des doses et freacutequences dirrigation au niveau des parcelles

Lorsque les besoins en eau des cultures tout au long de leur phase de croissance sont

connus il reste agrave estimer les quantiteacutes deau dirrigation agrave fournir au niveau de la parcelle Pour

ce faire il est neacutecessaire den connaicirctre les donneacutees peacutedologiques

Celles-ci permettront de deacuteterminer la capaciteacute de stockage de leau dans le sol et par lagrave

mecircme de deacuteterminer la dose dirrigation agrave appliquer selon une freacutequence deacutefinie par lagriculteur

de faccedilon agrave couvrir les besoins en eau des cultures

Les paramegravetres neacutecessaires sont les suivants

- le type de sol

- la teneur en eau utile

- la profondeur denracinement

- la vitesse maximale dinfiltration de leau dans le sol

III72 Les eacuteleacutements de base pour une eacutetude drsquoirrigation

III721 Eacutevaluation des besoins des cultures ETM

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau agrave donner pendant toute la peacuteriode de veacutegeacutetation ou les besoins

en eau des cultures ou moment de deacuteficit

ETM = ETP Kc

Kc coefficient culturale deacutepend de la nature de culture phase de veacutegeacutetation les

conditions climatiques les valeurs de Kc dans la peacuteriode de pointe srsquoeacutecartent de lrsquouniteacute donc

nous prendrons Kc = 1

Exemple Une parcelle de 03 ha de tomates arrive agrave floraison au mois de janvier

LETP mesureacutee repreacutesente 37 mm la premiegravere semaine 45 mm la deuxiegraveme semaine 54 mm la

troisiegraveme semaine et 42 mm la derniegravere semaine Quel est alors le besoin en eau de la parcelle

de tomates pour le mois Le coefficient cultural de la tomate est de 11

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

20

Solution ETM= 1958 mm

III722 Le deacutebit caracteacuteristique

Crsquoest le deacutebit maximal parmi les deacutebits mensuels de la peacuteriode de veacutegeacutetation cest-agrave-dire

le besoin max parmi les besoins mensuels exprimeacute en lhha La valeur de deacutebit caracteacuteristique

eacutetait majoreacutee 25 pour tenir compte les pertes ineacutevitables

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

III723 La dose drsquoirrigation

La dose drsquoirrigation est la quantiteacute drsquoeau neacutecessaire drsquoameneacute pour assurer le deacuteficit de

lrsquohumiditeacute du sol pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

III724 Les reacutegimes drsquoarrosage

La dose drsquoirrigation est assureacutee par les doses drsquoarrosage pendant la peacuteriode de veacutegeacutetation

dans un deacutelai deacutetermineacute selon les besoins en eau des plantes

III7241 La dose drsquoarrosage

Crsquoest la quantiteacute drsquoeau qui doit ecirctre deacuteverseacute pendant un arrosage sur 1 ha pour la

saturation du sol exprimeacute en m3ha ou en mm elle deacutepend de

- Nature de la culture

- La phase de deacuteveloppement

- Capaciteacute de la couche veacutegeacutetale (sol)

- La quantiteacute des sels dans le sol

- Les conditions climatiques et hydrogeacuteologiques

- Les proceacutedeacutes et les techniques drsquoirrigation

III7242 La dose drsquoarrosage pratique dp

La dose drsquoarrosage pratique est la quantiteacute drsquoeau qursquoil faut donner au sol pour eacuteviter

drsquoarriver au point de danger

dp= 13 h Hvr

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

III7243 La dose drsquoirrigation reacuteelle dr

La dose drsquoirrigation reacuteelle est la quantiteacute drsquoeau dans le sol entre le point fleacutetrissement et

la capaciteacute de reacutetention

dr = (Hvt ndash Hvf) h

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

21

h profondeur (mm)

Hvr point de reacutetention

Hvf point de fleacutetrissement

III7244 Nombre drsquoarrosage

N = A dr

A besoin de pointe drsquoun mois dr dose reacuteelle

III7245 Espacement drsquoarrosage T

T = N Nbr de jour du moi

III7246 Module drsquoarrosage m

Ou deacutebit pratique crsquoest le deacutebit drsquoeau dont lrsquoirrigation dispose pour le deacuteverser sur le sol

de parcelle agrave irriguer Il est choisi selon

- la meacutethode drsquoarrosage

- la topographie de la parcelle

- la permeacuteabiliteacute du sol

M varie entre 20 et 120 ls

[Le module drsquoarrosage rationnel m = (drs) t]

III7247 Uniteacute parcellaire drsquoarrosage S

Le dimensionnement de parcelle repose sur

- la meacutethode drsquoarrosage

- la permeacuteabiliteacute du sol qui est correspond agrave la vitesse de filtration

S= mk = (module drsquoarrosage m3s) vitesse de filtration (ms)

III7248 Nombre drsquouniteacute parcellaire n

n = SmS Sm = m Qc

S la surface (ha)

m le module drsquoarrosage (ls)

Sm la surface que le module peut arroser lorsqursquoil coule de faccedilon continue (lsha)

III6249 La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage t

La dureacutee theacuteorique drsquoarrosage est le temps drsquoinfiltration de la hauteur dr

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

22

t= dr k

K permeacuteabiliteacute (ms)

Exercice

Dans un peacuterimegravetre de 100 ha de la plaine Metija quelle sera planteacute pomme de terre

Lrsquoeacutetude hydrologique est permise drsquoavoir le tableau suivant

Mois ETP (mm) P (mm) RFU (mm) Kc

Septembre 111 20 30 040

Octobre 100 50 20 040

Novembre 90 150 25 050

Deacutecembre 30 180 30 073

Janvier 30 200 20 098

Feacutevrier 35 210 95 113

Mars 70 220 100 115

Avril 119 25 110 108

Mai 130 10 100 091

1) deacuteterminer pour chaque moi le deacuteficit et le besoin en eau chez la plante

2) Est ce qursquoil est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation ou non Dans le cas laquo oui raquo calculer

Le deacutebit caracteacuteristique Qc

Solution

1) Les deacuteficits pluviomeacutetrique agricole et le besoin en eau chez la plante

Mois dp (mm da(mm) ETM (mm)

Septembre 91 79 444

Octobre 50 42 40

Novembre -60 -725 45

Deacutecembre -150 -1719 219

Janvier -170 -1896 294

Feacutevrier -175 -28235 3955

Mars -150 -265 805

Avril 94 -248 12852

Mai 120 29 1183

2) le deacutebit caracteacuteristique Qc il est neacutecessaire de faire lrsquoirrigation dans les mois

septembre octobre et mai

qf = (da 1 ha) Nbr du jour du mois

Qc=qf+025qf

Le deacuteficit max da=79 mm

Qc= 13625 lh

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

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pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

23

Chapitre IV Techniques drsquoirrigations

Le choix de lun ou de lautre de ces proceacutedeacutes ne peut se faire au hasard mais sur la base

dune analyse bien deacutetailleacutee de ces diffeacuterents modes et leur degreacute de compatibiliteacute avec les

contraintes de la reacutegion consideacutereacutee du point de vue agronomique naturel technique et socio-

eacuteconomique

Le choix du type de reacuteseau drsquoirrigation est conditionneacute par le relief et la technique

darrosage adopteacutee Crsquoest pour cette raison que notre choix sest porteacute sur le reacuteseau fermeacute Celui-

ci preacutesente les avantages suivants

- Les pertes deau (par eacutevaporation et infiltration) sont neacutegligeables

- Une utilisation rationnelle et eacuteconomique de leau dirrigation

- Il peut ecirctre adopteacute pour nimporte quel relief

- Possibiliteacute dautomatisation Son inconveacutenient principal est le coucirct eacuteleveacute

IV1 Irrigation de Surface

Lirrigation de surface consiste agrave amener leau au point le plus haut du terrain et agrave la

laisser seacutecouler par graviteacute Leau est ensuite distribueacutee au champ soit par submersion

(irrigation par bassins) soit dans des sillons en terre (irrigation par sillons) ou bien par

ruissellement agrave la surface dune planche darrosage (irrigation par planches)

Figure 4 Irrigation de Surface (Bendidi 2014)

IV11 Irrigation par bassins

Les bassins sont constitueacutes de cuvettes en terre agrave fond agrave peu pregraves plat entoureacutees de

diguettes de faible hauteur ou leveacutees Ces leveacutees sont conccedilues pour empecirccher le passage de

leau aux champs adjacents Cette technique est utiliseacutee dune faccedilon geacuteneacuterale pour lirrigation

des riziegraveres sur terrain plat ou des terrasses agrave flanc de coteau En geacuteneacuteral cette technique

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

24

dirrigation sapplique agrave toutes les cultures qui peuvent toleacuterer la submersion par les eaux pour

une longue dureacutee

IV12 Irrigation par sillonsa la raie

Les sillons sont des petites rigoles en terre ameacutenageacutees dans le sens de la pente du terrain

pour transporter leau entre les rangeacutees de cultures Leau sinfiltre dans le sol principalement

par les cocircteacutes du sillon tout le long de son trajet dans le sens de la pente du terrain Geacuteneacuteralement

les plantes sont cultiveacutees sur les billons seacuteparant les sillons Cette technique est valable pour

lirrigation de toutes les cultures en lignes et pour toutes les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux de leur feuillage ou de leur collet pour une longue dureacutee

Les sillons sont alimenteacutes par des prises deau ameacutenageacutees sur les berges du canal

dameneacutee Ces ouvrages de prise peuvent ecirctre soit de simples ouvertures ameacutenageacutees sur les

berges du canal dameneacutee soit des siphons ou bien des tuyaux dalimentation passant agrave travers

la berge du canal dameneacutee

IV13 Irrigation par planches

Les planches sont des bandes de terrain ameacutenageacutees en pente douce et seacutepareacutees par des

diguettes Elles sont aussi appeleacutees calant ou planches darrosage

Lalimentation en eau des planches est faite de plusieurs faccedilons soit agrave laide de prises

deau ameacutenageacutees sur le canal dameneacutee et eacutequipeacutees dune vannette soit par des siphons ou bien

par des tuyaux dalimentation passant agrave travers les berges du canal dameneacutee

La lame deau introduite ruisselle en descendant la pente de la planche guideacutee par les

diguettes des deux cocircteacutes de celle-ci

Figure 5 Irrigation par planches (Bendidi 2014)

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

25

IV21 Conditions dutilisation

IV211 Cultures recommandeacutees

La technique par bassins convient agrave lirrigation dun grand nombre de cultures

Cest la technique la plus approprieacutee agrave lirrigation des riziegraveres La productiviteacute des

riziegraveres est plus forte quand elles sont submergeacutees deau Cette technique est aussi utiliseacutee pour

lirrigation dautres types de cultures agrave savoir

- les pacircturages eg luzerne tregravefle

- les arboricultures eg agrumes bananiers

- les cultures semeacutees agrave la voleacutee (ceacutereacuteales)

- les cultures en lignes (tabac)

Lirrigation par bassins nest pas recommandeacutee pour les cultures qui ne tolegraverent pas la

submersion par les eaux pour des dureacutees supeacuterieures agrave 24 heures

La meacutethode par bassins nest geacuteneacuteralement pas recommandeacutee pour lirrigation des

cultures agrave racine tubercule et agrave tubercules telles que la pomme de terre la cassave et les carottes

cultures qui neacutecessitent un sol bien meuble et bien draineacute

IV212 Pentes adeacutequates

Les terrains plats sont les plus approprieacutes agrave lameacutenagement des bassins En effet la pente

eacutetant faible ou presque nulle les travaux de nivellement requis seront de faible importance

Les bassins sont aussi ameacutenageacutes sur des terrains en pente et mecircme en forte pente Dans

ces conditions les cuvettes des bassins sont ameacutenageacutees en gradins quon appelle aussi terrasses

IV213 Types de sol approprieacute

La meacutethode des bassins pourrait ecirctre utiliseacutee pour lirrigation de toutes sortes de cultures

autres que le riz sur sols argileux mais les sols limoneux sont preacutefeacuterables En effet pour les

sols limoneux les problegravemes dengorgement deau (saturation permanente du sol) sont

inexistants Cette technique nest pas agrave adopter sur du gros sable ougrave les pertes par percolation

profonde sont trop fortes De la mecircme maniegravere la meacutethode dirrigation par bassins nest pas

recommandeacutee pour des sols qui forment une croucircte dure (encroucirctement) quand ils sont secs

IV214 Ameacutenagement des bassins

Lameacutenagement des bassins nest pas uniquement limiteacute agrave deacutefinir leur forme et leur taille

mais aussi celles des diguettes ou des leveacutees de terre Quelle forme de bassin doit-on adopter

carreacutee rectangulaire ou irreacuteguliegravere Quelle sera la superficie du bassin 10 100 1 000 ou bien

10 000 m Quelle sera la hauteur des leveacutees10 50 ou bien 100 cm Quelle sera la forme de

cette leveacutee Tous ces aspects seront traiteacutes dans les sections suivantes

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

26

Les Bassins Doivent Etre Petits Si

- La pente de terrain est forte

- Le sol est sableux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est faible

- La dose dirrigation est faible

- La preacuteparation du terrain est faite avec de la main-drsquooeuvre ou bien par traction

animale

Les Bassins Peuvent Etre Grands Si

- Le terrain est plat ou acirc pente douce

- Le sol est argileux

- Le deacutebit du courant deau deacuteriveacute est important

- La dose dirrigation est importante

- Les travaux de preacuteparation sont meacutecaniseacutes

IV22 Les avantages et les inconveacutenients

IV221 Lrsquoirrigation par ruissellement

Cette meacutethode consiste agrave faire couler lrsquoeau sur la surface du sol qui srsquoy infiltre

verticalement On laisse lrsquoeau srsquoeacutecouler le temps qursquoil faut pour le sol puisse srsquohumecter jusquagrave

la profondeur de la couche active

a) Les avantages de lrsquoirrigation par ruissellement

- Les investissements pour lrsquoeacutequipement sont peu eacuteleveacutes

- Pas de deacutepense pour la mise sous pression de lrsquoeau

- possibiliteacute de lessivage sans risques drsquoeacuterosion

- Mateacuteriel drsquoirrigation assez simple

b) les inconveacutenients

- Temps drsquoirrigation important

- Neacutecessiteacute de nivellement et son entretien

- Pertes importantes drsquoeau

IV222 Lrsquoirrigation par submersion

Elle se pratique en recouvrant le sol avec une couche drsquoeau eacutepaisse qui seacutejournera le

temps neacutecessaire par lagrave qursquoelle srsquoinfiltre agrave la profondeur utile Cette profondeur est fonction des

besoins neacutecessaire pour la croissance des plantes Cette meacutethode reste valable dans le cas des

terrains permeacuteable et de pente Infeacuterieur agrave 2

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

27

a) Les avantages de la submersion

- Destruction des adventices

- Protegravege contre le gel

b) Les inconveacutenients de la submersion

-Tassement du sol

-Diminution de la porositeacute drsquoou diminution de la permeacuteabiliteacute

-Neacutecessite drsquoassainissement

-Manque drsquoaeacuteration

IV223 Lrsquoirrigation par infiltration

Lrsquoeau coule dans les fosseacutes rigoles ou raies et srsquoinfiltre lateacuteralement dans le sol

jusqursquoaux racines des plantes

a) les avantages

-Pas de danger drsquoeacuterosion ni de formation de croucirctes

-Lrsquoaccegraves est facile au terrain

b) Les inconveacutenients

-Grande perte drsquoeau

-Exigence en main drsquooeuvre

IV3 Irrigation goutte-agrave-goutte

Lrsquoirrigation localiseacute ou irrigation par la goutte agrave goutte peut ecirctre consideacutereacutee comme une

solution pratique aux problegravemes de la seacutecheresse au mecircme titre que les meacutethodes traditionnelles

de lrsquoirrigation de surface et de lrsquoirrigation par aspersion Elle permet une tregraves grande efficaciteacute

de lrsquoirrigation

La micro-irrigation eacutegalement connue sous le nom de laquo goutte agrave goutte raquo est une

meacutethode drsquoirrigation utiliseacutee en zone aride car elle reacuteduit au minimum lutilisation de lrsquoeau et

de lrsquoengrais Leau seacutegoutte lentement vers les racines des plantes soit en coulant agrave la surface

du sol soit en irriguant directement la rhizosphegravere par un systegraveme de tuyaux

Figure 6 Lirrigation par goutte agrave goutte (Bendidi 2014)

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

28

Lirrigation par goutte agrave goutte moderne sest deacuteveloppeacutee en Allemagne vers 1860 quand

les chercheurs ont commenceacute agrave expeacuterimenter la subrogation agrave laide de tuyau dargile pour creacuteer

une combinaison dirrigation et de systegraveme de drainage Dans les anneacutees 1920 des tuyaux

perforeacutes ont eacuteteacute testeacutes en Allemagne

Cette technique est linnovation la plus importante dans lrsquoagriculture depuis linvention

des asperseurs dans les anneacutees 1930 qui avait deacutejagrave remplaceacute agrave leacutepoque une irrigation

neacutecessitant trop deau Le systegraveme goutte agrave goutte agrave basse pression est une neacutecessiteacute vitale dans

les zones arides et semi-aride

IV31 Deacutefinition

Le goutte-agrave-goutte est une forme de lirrigation localiseacutee il consiste agrave narroser quune

fraction du sol et ne mouille pas le feuillage en utilisant de faibles deacutebits deau avec de faibles

pressions Leau forme sous la surface une laquo bulbe raquo humide ce qui maintient segraveche la plus

grande partie de la surface Leacutevaporation est consideacuterablement freineacutee ainsi que la leveacutee des

adventices On peut dire que leau narrose pas la terre mais la plante elle est directement laquo

rendue racines raquo

On mesure toute leacuteconomie qui en reacutesulte dans tous les pays chauds par rapport agrave

lirrigation gravitaire Mais gardons-nous de condamner celle-ci la percolation est souvent

impeacuterative sous climat chaud comme le cas de plusieurs reacutegions de lAlgeacuterie et en particulier

les hauts plateaux et le Sahara La goutte agrave goutte est couramment utiliseacutee pour les cultures

fruitiegraveres maraicircchegraveres arbustives en pots et les arbres

Par lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte lrsquoeau devient un moyen drsquoassurer la reacutecolte et

drsquoameacuteliorer sa qualiteacute Mais en plus de ce rocircle essentiel lrsquoirrigation goutte-agrave-goutte preacutesente

drsquoautres atouts Elle permet aussi

- Drsquoeacuteconomiser la ressource en eau

- De diminuer la main drsquooeuvre

- De mieux reacutepartir lrsquoeau dans lrsquoespace et dans le temps ( ce qui limite les agrave-coups

physiologiques )

- De faciliter lrsquoapport drsquoengrais et drsquoen assurer une meilleure efficaciteacute

IV31 Les avantages

1-La distribution dans le champ est uniforme

2-Lrsquoapplication drsquoengrais peut se faire facilement par le systegraveme dlsquoirrigation

directement au niveau des racines

3- Lrsquoeau est apporteacutee directement agrave lrsquoendroit neacutecessaire au niveau des racines

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

29

4- La quantiteacute et la dureacutee de lrsquoirrigation sont hautement controcircleacutees de faccedilon agrave maintenir

lrsquoaeacuteration et lrsquohumiditeacute du sol agrave leur niveau optimum

5-Lrsquoefficaciteacute du systegraveme pour lrsquoutilisation de lrsquoeau est de loin supeacuterieure aux autres

meacutethodes

6- Eacuteconomie de main drsquooeuvre une personne est neacutecessaire pour arroser toute la

parcelle un seul geste (lrsquoouverture de la vanne) remplace des heures drsquoaller et venue

7- Faciliteacute drsquoutilisation et drsquoentretien Il ne requiert aucune expeacuterience preacutealable en

matiegravere drsquoirrigation et peut ecirctre opeacutereacute par nrsquoimporte quel membre de la famille

IV31 Les inconveacutenients

1- Coucirct eacuteleveacute des investissements

2- Maintenance professionnelle continue et minutieuse

IV32 Les avantage de lrsquoirrigation localiseacutee

Les principaux critegraveres de choix entre systegraveme drsquoirrigation demeurent les avantages

techniques et eacuteconomiques que preacutesent chacun des systegravemes par rapport aux contextes

agronomiques peacutedologiques et climatiques ougrave se trouve lrsquoexploitation agricole

1-Lrsquoefficience de lrsquoeau

Pertes drsquoeau consideacuterablement reacuteduites en raison de

- La reacuteduction des pertes par eacutevaporation par ruissellement et par percolation

- Lrsquoabsence de concurrence des mauvaises herbes

- Des conditions du milieu (vents tempeacuteratures eacuteleveacutees) qui nrsquoinfluencent pas beaucoup

le rendement du systegraveme

2-Avantages agronomiques

- Constance du degreacute drsquohumiditeacute du sol due agrave la continuiteacute relative des apports drsquoeau

dans le temps

- Bonne aeacuteration du sol

- Pas de brucirclures de feuillage en cas de saliniteacute de lrsquoeau drsquoirrigation

- Les insectes ne sont pas attireacutes au voisinage des cultures en raison de la seacutecheresse

relative de lrsquoair

- Deacuteveloppement des mauvaises herbes tregraves reacuteduites

- Grande efficaciteacute de la fertilisation (fertigation)

- Possibiliteacute drsquoutiliser les eaux saleacutees en veillant sur la freacutequence et la continuiteacute des

arrosages afin de maintenir lrsquohumiditeacute du sol eacuteleveacutee de faccedilon agrave ce que la teneur en sel du sol

nrsquoatteigne pas une seille preacutejudiciable agrave la plante

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

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Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

30

3-Avantages eacuteconomiques

Du point de vue eacuteconomique les avantages de lrsquoirrigation localiseacutee sont multiples et

autant de facteurs pouvant influencer le prix de revient

- Main drsquooeuvre

- Eau

- Fertilisation

- Temps

- Augmentation des rendements des cultures

4-Avantages culturaux

La gecircne et lrsquoencombrement du mateacuteriel lors des travaux du sol sont diminueacutes du fait que

les rampes portes goutteurs soient confondues avec les rangeacutees des arbres (Cas de

lrsquoarboriculture)

IV33 Les Inconveacutenients

1 Obstruction des goutteurs

Lrsquoinconveacutenient dans ces type drsquoinstallation est le risqueacute de colmatage (obstruction) des

distributeurs soit physique ou chimique

- Le Colmatage physique

Il est provoqueacute par le deacutepocirct drsquoeacuteleacutements mineacuteraux ou organiques grossiers (sable

fragment de veacutegeacutetaux algues) ou fins (argiles limons) Ce qui neacutecessite un systegraveme de filtration

tregraves efficace en tecircte de ligne

- Le colmatage Chimique

Il est du le plus souvent agrave la preacutesence de calcaire parfois de fait qursquoil est dissout dans

lrsquoeau se deacutepose

- Soit agrave la sortie des orifices des distributeurs

- Soit agrave lrsquointeacuterieure de ceux-ci lors de lrsquoarrecirct des arrosages

2 -Difficulteacute a deacutetermineacute le volume minimal de sol humidifieacute

Le deacuteveloppement radiculaire se limite agrave la zone humidifieacutee la croissance optimale de

la culture globale exige lrsquohumidification drsquoun volume sont lieacutees a diffeacuterentes variables et plus

speacutecialement au deacutebit des goutteurs agrave leur distance et a lm a nature de sol

3- Accumulation des sels

On peut lutter contre lrsquoaccumulation des sels en apportant un excegraves drsquoeau par rapporte

a la consommation de la plante on lessive ainsi une grande partie des sels et on les deacuteplace en

dessous de la zone radiculaire mais le proceacutedeacute le plus efficace surtout dans les reacutegions ou la

pluviomeacutetrie naturel est trop faible (P250 mm) pour assure un lessivage suffisant il est

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

31

indispensable de pratique des arrosages compleacutementaire selon une meacutethode classique

(aspersion ruissellement)

IV34 Installation

Une installation ou reacuteseau drsquoirrigation localiseacutee comprend de lrsquoamont vers lrsquoaval les

eacuteleacutements suivants

- Source drsquoeau

- Uniteacute de tecircte permet de reacutegulariser la pression et le deacutebit Cette uniteacute comprend une

station de filtration un systegraveme drsquoinjection de produits chimiques et un certain nombre

drsquoaccessoires

- Vanne volumeacutetrique sert agrave reacutegler le deacutebit et la pression de lrsquoeau Cette vanne sert agrave

creacuteer un diffeacuterentiel de pression qui permet agrave lrsquoinjecteur de produire un vide et drsquoaspirer la

solution megravere

- Reacutegulateur de pression controcircle les variations brusques de pression Il est

indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source drsquoeau est supeacuterieure agrave la

pression demandeacutee par le systegraveme

- Compteur volumeacutetrique indique la consommation cumuleacutee de lrsquoeau par la culture

Il doit reacutesister agrave une pression de 10 bars

- Manomegravetres placeacutes agrave lrsquoentreacutee et agrave la sortie de la station de tecircte et des filtres Ils

indiquent la pression de lrsquoeau

- Station de filtration le rocircle de cette station est lrsquoobtention drsquoune eau propre en vue

drsquoeacuteviter le colmatage des distributeurs Le choix du filtre deacutepend de lrsquoorigine et la qualiteacute de

lrsquoeau du niveau de filtration exigeacute par les goutteurs utiliseacutes de la taille de la plus petite particule

agrave empecirccher drsquoentrer dans le systegraveme et du deacutebit de la source qui deacuteterminera le choix du nombre

de filtres

- Canalisation drsquoalimentation (rampes et portes-rampes)

- Les goutteurs Goutteur turbulent (agrave chicane) Goutteur auto-reacutegulant Goutteur

incorporeacute La pression de lrsquoeau dans la rampe est dissipeacutee par le passage de lrsquoeau agrave travers le

goutteur

IV4 Irrigation par aspersion

Lrsquoirrigation par pivots est une technique ameacutericaine importeacutee qui a eacuteteacute implanteacutee dans

plusieurs pays arabes toucheacutes par le fait deacutesertique

IV41 Deacutefinition

Lrsquoirrigation par pivot est un systegraveme drsquoarrosage qui consiste agrave distribuer lrsquoeau sous

forme de pluies sur sol tregraves employeacutee depuis longtemps par les jardiniers les horticulteurs et

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

32

les arboricultures pour les cultures Maraicircchegraveres florales arbustives fruitiers les pelouses

lrsquoaspersion tend vu les gros avantages qursquoelle preacutesente et que nous eacutenumeacuterons plus loin agrave ecirctre

utiliseacutee de plus en plus en grande culture

Figure 7 irrigation par pivot

Dans toutes les meacutethodes anciennes lrsquoeau est distribueacutee avec plus ou moins drsquouniformiteacute

sur le sol par des rigoles et elle y peacutenegravetre dans des conditions plus ou moins favorable suivant

sa reacutegulariteacute et sa pente dans le systegraveme pivot lrsquoeau tombe naturellement sur le sol donc dans

les mecircmes conditions que les preacutecipitations atmospheacuteriques et srsquoy infiltre compte tenu

seulement de la permeacuteabiliteacute du sol

IV42 Le fonctionnement du systegraveme pivot

Ce mode repose sur un forage auquel correspond un treacutepied et un bras meacutecanique de

longueur variable (pouvant atteindre 500m) qui tourne lentement nuit et jour et peut arroser

drsquoun coup 30 agrave 50 hectares cette technique neacutecessite drsquoimportants investissements forage

mateacuteriel montage et entretien

Nous citons que les proceacutedeacutes simples ou lrsquoaspersion se fait avec lrsquoarrosoir ou avec

tonneau drsquoarrosage nous examinerons les proceacutedeacutes modernes qui utilisent

1 Un appareil de pompage qui fournit lrsquoeau neacutecessaire agrave lrsquoarrosage

2 Des conduites sous pression qui distribuent lrsquoeau en tous les points utiles de la surface

agrave arroser et qui alimentent les appareils de reacutepartitions

3 Des appareils qui projettent et reacutepartissent lrsquoeau sur sol

Ces installations sont fixes mobiles ou mixtes elles sont dites fixe lorsque la station de

pompage et le reacuteseau de canalisations sont placeacutes de faccedilon permanente elles permettent de

supprimer une grande partie de la main drsquooeuvre de fonctionnement mais les frais

drsquoeacutetablissement sont tregraves eacuteleveacutes et elles sont dites mobile quand lrsquoensemble peut se deacuteplacer agrave

volonteacute on tombe alors dans lrsquoexcegraves opposeacute on ne fait plus drsquoeacuteconomie de main drsquooeuvre

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

33

raison agrave la difficulteacute de transporteacute le mateacuteriel agrave volonteacute ce qui permet sont utilisation agrave pleine

rendement durant tout la peacuteriode drsquoarrosage drsquoougrave un meilleur amortissement

Enfin on peut concevoir des installations mixtes comprenant des canalisations

principales permanentes ou mecircme des canaux dans ce dernier cas on deacuteplace le long des canaux

un simple groupe motopompe avec jet qui asperge les cultures ce procegravede tend de plus en plus

agrave se deacutevelopper dans les reacutegions ou lrsquoeau eacutetait ameneacutee par canaux et reacutepartie ensuite par les

rigoles

IV43 Les avantages et les inconveacutenients du systegraveme drsquoirrigation par pivot

a) avantages

1elle ne neacutecessite aucun ameacutenagement preacutealable de la surface irriguer la meacutethode est

employeacutee sur des terrains agrave faible pente elle permet en conseacutequence drsquoeacuteviter les travaux de

terrassements toujours couteux Les canaux et les rigoles eacutetant supprimeacutes elle facilite

lrsquoexploitation du sol et notamment permet lrsquoemploi aiseacutes des machines qui ne rencontrent aucun

obstacle agrave leur utilisation

2elle peut ecirctre employeacutee quelle que soit la nature du sol arroseacute mecircme srsquoils sont tregraves

permeacuteables

3 elle provoque une forte oxygeacutenation de lrsquoeau projeteacutee en pluie on peut donc utiliser

des eaux acides et certaines eaux reacutesiduaires dont les autres meacutethodes ne permettraient pas

lrsquoemploi on peut aussi utiliser eacuteventuellement les engrais et tous les fertilisant ou deacutesinfectant

que lrsquoon dilue dans lrsquoeau on reacutepand ainsi sur le sol avec eacuteconomie les produits employeacutes

3elle reacutealise une importante eacuteconomie drsquoeau elle permet un dosage preacutecis et une

reacutepartition reacuteguliegravere des quantiteacutes drsquoeau distribueacutees

4enfin elle met a la disposition des exploitants des conditions drsquoarrosage tregraves souple

les installations peuvent facilement ecirctre individuelles ou drsquointeacuterecirct local sans soulever des

impossibiliteacutes technique ou financiegraveres comme cela se produirait souvent avec les autres

systegravemes crsquoest que lrsquoaspersion ne demande pas systeacutematiquement de grands travaux

b) inconveacutenients

1on agrave lrsquohabitude de consideacuterer que lrsquoinconveacutenient majeur de lrsquoaspersion reacuteside dans le

fait qursquoelle neacutecessite au deacutepart pour chaque irrigant une deacutepense importante de premier

eacutetablissement (frais de mateacuteriel) et quelle exige souvent une nombreuse main drsquooeuvre

drsquoexploitation Cet inconveacutenient est sans doute moins important qursquoon ne le pense

habituellement en effet les investissements neacutecessaires pour une telle installation ne sont pas

plus oneacutereux que lrsquoameacutenagement de tout autre systegraveme drsquoirrigation le coucirct du mateacuteriel et les

frais de sa mise en place sont compenseacutes par la suppression des travaux de terrassement du sol

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

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Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

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pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

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a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

34

et des travaux peacuteriodiques de son ameacutenagement de lrsquoautre cocircteacute les frais drsquoexploitation sont

compenseacutes par la rapiditeacute des arrosages par la possibiliteacute drsquoarroser la nuit sans surveillance et

les eacuteconomies drsquoeau

2elle favoriserait lrsquoeacutevaporation qui est drsquoautant plus intense que les gouttes drsquoeau sont

plus fines et lrsquoair plus sec

3 elle provoquerait le deacuteveloppement des mauvaises herbes

IV5 Choix des techniques drsquoarrosage

Pour pouvoir choisir la technique drsquoirrigation convenable il est neacutecessaire de savoir les

contraintes suivantes

IV51 Les contraintes naturelles

IV51-1 Lrsquoeacutevaporation

Notre zone drsquoeacutetude est caracteacuteriseacutee par un eacutevaporation eacuteleveacute durant lrsquoeacuteteacute ce qui

provoque une perte drsquoeau importante

IV51-2 Le vent

Crsquoest le facteur deacuteterminant dans le choix de technique drsquoirrigation notre zone drsquoeacutetude

est caracteacuteriseacutee par des vitesse faible drsquoune part et moyenne drsquoautre part (29 ms au moyen)

IV51-3 Le sol

Les sols de la station preacutesentent une texture limoneuse la permeacuteabiliteacute est moyenne

drsquoougrave lrsquoirrigation de surface doit ecirctre prudente afin drsquoeacuteviter lrsquoasphyxie des plantes dans ce cas

lrsquoirrigation par aspersion et lrsquoirrigation localiseacute des avantages du fait qursquoon peut donner des

faibles doses

IV51-4 La pente

La zone drsquoeacutetude agrave une pente qui varie entre 2 et 3 en geacuteneacuteral donc cette derniegravere ne

preacutesente aucune contrainte particuliegravere

IV52 Les contraintes techniques

- Qualification de main drsquoœuvre

- Entretien du mateacuteriel

IV53 Les contraintes agronomiques

Les types des cultures envisageacutes dans notre station sont constitueacutes de fourrage

maraicircchage et arbre fruiteacute (Agrumes) pour des raisons drsquoeacuteconomie drsquoeau essentiellement on

retient lrsquoirrigation par aspersion pour les fourrages et les maraicircchages et lrsquoirrigation localiseacute

pour les agrumes

Une analyse multicritegravere du choix des techniques drsquoarrosage baseacutee sur les diffeacuterentes

contraintes reacutesume le choix adeacutequat pour la zone consideacutereacutee

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

39

Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

40

lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

41

1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain

35

Drainage

Principes de base

1-Circulation de lrsquoeau

Avant de parler de lrsquoameacutenagement de surface il est important de bien connaicirctre la

circulation de lrsquoeau agrave la surface et dans le sol afin de mieux comprendre les inconveacutenients

qursquoelle peut occasionner

Lorsqursquoil pleut lrsquoeau peacutenegravetre dans le sol pour lrsquohumidifier Selon sa permeacuteabiliteacute la

migration de lrsquoeau viendra alimenter la nappe phreacuteatique pour creacuteer une remonteacutee de cette

derniegravere Crsquoest ce que lrsquoon appelle lrsquoinfiltration

Il arrive parfois que lrsquoeau infiltreacutee se deacuteplace agrave lrsquointeacuterieur du sol dans la partie

supeacuterieure du profil et dans le sens des opeacuterations culturales et des cultures Cette migration se

produit des points hauts vers les points les plus bas du champ On parlera alors drsquoeacutecoulement

hypodermique Pour expliquer ce pheacutenomegravene nous croyons qursquoil est causeacute par les travaux de

preacuteparation de sol (tels que le labour chisel semis et le sous-solage) Des canaux preacutefeacuterentiels

(micro drainage) sont creacuteeacutes dans le sens des cultures coupleacutes agrave une diffeacuterence de permeacuteabiliteacute

entre les horizons de surface travailleacutes et celui du dessous non remanieacute Ceci favoriserait

lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau dans cet horizon de sol

Si le taux de preacutecipitation est supeacuterieur au taux drsquoinfiltration il se produira du

ruissellement Lorsque la pluie sera termineacutee le ruissellement cessera et le sol se ressuiera Les

36

pores grossiers (porositeacute drainable) se videront et selon la saison il se produira de lrsquoeacutevaporation

ou de lrsquoeacutevapotranspiration

Connaicirctre le mouvement de lrsquoeau sur et dans le sol est essentiel pour trouver les solutions

aux problegravemes de drainage Par exemple si la nappe phreacuteatique se tient haute le drainage

souterrain devrait ecirctre une solution agrave privileacutegier par contre srsquoil y a de lrsquoeacutecoulement

hypodermique il faudrait utiliser des trancheacutees filtrantes ou des rigoles drsquointerception pour

reacutesoudre ce problegraveme Enfin si apregraves une pluie il reste de nombreuses zones humides etou de

petites deacutepressions ougrave lrsquoeau stagne il faudrait envisager du drainage de surface

2-Porositeacute des sols

Un sol en santeacute est composeacute drsquoenviron de 50 de matiegravere solide et 50 de vide

Ces vides ou porositeacute totale sont diviseacutes en pores de tailles diffeacuterentes Les pores fins

ou microporositeacute correspondent au volume occupeacute par lrsquoeau capillaire (capaciteacute au champ) Les

pores plus grossiers ou macroporositeacute repreacutesentent la porositeacute drainable Ils sont utiliseacutes pour

la circulation de lrsquoeau libre et de lrsquoair

Cette porositeacute peut changer dans le temps selon les cultures et les pratiques agricoles

Par exemple la porositeacute drainable diminue dans un sol compacteacute Il y aura alors moins drsquoeau

infiltreacutee et plus de ruissellement On peut aussi modifier la porositeacute en ameacuteliorant la structure

drsquoun sol par lrsquoajout de matiegravere organique et lrsquoameacutelioration de la vie biologique (bacteacuterie vers

de terre etc) On peut aussi inteacutegrer dans la rotation des cultures structurantes (prairie etc) et

minimiser le travail du sol gracircce agrave de meilleures pratiques telles que le semis direct

Il est agrave noter que plus la porositeacute de drainage est grande plus le taux drsquoinfiltration sera

eacuteleveacute et moins il y aura de ruissellement (sauf en sol geleacute) Selon une eacutetude du deacutepartement de

Geacutenie Rural de lrsquoUniversiteacute Laval il ya une correacutelation lineacuteaire significative entre la

macroporositeacute et la conductiviteacute hydraulique La macroporositeacute se reacutevegravele donc un critegravere

valable dans lrsquoeacutevaluation de la conductiviteacute drsquoun sol

3-Objectifs du drainage

La gestion de lrsquoeau est le facteur de production le plus important en agriculture Un

excegraves drsquoeau aura pour conseacutequence lrsquoanoxie des plantes (manque drsquooxygegravene) des maladies et

la pourriture des racines Un manque drsquoeau amegravenera un retard dans la croissance des plantes et

mecircme la mort de certaines plantes Puisque les preacutecipitations sont tregraves variables durant lrsquoanneacutee

le drainage devra eacuteliminer les surplus drsquoeau sans causer des probleacutematiques drsquoeacuterosion et

permettre drsquoemmagasiner le peu drsquoeau reccedilue dans les peacuteriodes segraveches pour alimenter les

plantes

37

Le drainage agricole comprend 3 composantes importantes le drainage souterrain le

drainage de surface et le reacuteseau hydraulique Lesquels utiliseacute Ils sont tous important dans

lrsquoameacutenagement drsquoun champ

a-Drainage souterrain

Le drainage souterrain est une technique drsquoassainissement qui a pour but drsquoeacutevacuer lrsquoeau

gravitaire du le sol et drsquoabaisser la nappe phreacuteatique agrave un niveau optimal pour la croissance des

plantes Il permet

bull de travailler le sol dans de meilleures conditions

bull drsquoameacuteliorer la structure du sol

bull de deacutevelopper un meilleur systegraveme racinaire des plantes

bull une meilleure assimilation des engrais par les plantes

bull drsquoensemencer plus tocirct au printemps

bull de reacutecolter dans de bonnes conditions et drsquoameacuteliorer lrsquoefficaciteacute des machineries

La hauteur de la nappe phreacuteatique drsquoun sol varie avec la saison Elle est geacuteneacuteralement

pregraves de la surface tocirct au printemps et tard agrave lrsquoautomne et descend consideacuterablement au cours

des mois drsquoeacuteteacute On observe sa profondeur en creusant un trou dans le sol et en observant la

profondeur agrave laquelle lrsquoeau se stabilise Dans les sols sableux lrsquoeacutequilibre est atteint rapidement

alors qursquoil faut parfois attendre plusieurs heures (parfois une journeacutee) dans les sols argileux peu

permeacuteable Il faut toujours srsquoassurer de la provenance de lrsquoeau qui se retrouvera eacuteventuellement

dans le fond du trou Il est en effet possible que celui-ci se remplisse agrave partir drsquoeacutecoulement

superficiel notamment par lrsquoeacutecoulement hypodermique que lrsquoon observe souvent au bas de la

couche de labour Cette eau pourrait remplir partiellement le trou sans que la nappe phreacuteatique

soit en cause Il faut donc observer le profil pendant quelques minutes afin de srsquoassurer que

lrsquoeau provient bien de la base du profil et non de sa partie supeacuterieure

Photo 01 Une nappe phreacuteatique eacuteleveacutee (1 photo) et drsquoune nappe percheacutee (2e photo) due agrave

lrsquoeacutecoulement hypodermique

38

a-1-Correctifs

En pratique on devrait reacutealiser du drainage souterrain lorsque la nappe phreacuteatique se

situe dans lrsquoanneacutee agrave moins de 07 megravetre de la surface du sol On peut utiliser du drain agricole

avec ou sans filtre selon le type des sols Une eacutetude de sol est requise soit une analyse

granulomeacutetrique pour savoir si un filtre est neacutecessaire et le type agrave choisir Des tests de

permeacuteabiliteacute sont aussi recommandeacutes pour calculer lrsquoeacutecartement des drains

Il faut noter que certains sols ne peuvent pas ecirctre draineacutes par des drains agricoles

puisqursquoils sont peu profonds (preacutesence de roc ou lors drsquoun changement textural agrave moins de 1

megravetre de la surface) etou parce que leurs permeacuteabiliteacutes sont trop faibles (lt 01 megravetre par jour)

Le drainage souterrain nrsquoest alors pas rentable puisqursquoil faudrait poser des lateacuteraux tregraves

rapprocheacutees Il faudra dans ces cas planifier un reacuteseau hydraulique comprenant des fosseacutes de

1 megravetre entre les planches des rigoles drsquointerceptions avec ou sans puits filtrants dans des

endroits strateacutegiques et un drainage de surface permettant drsquoeacutegoutter les champs

b-Drainage de surface

Le drainage de surface vise plutocirct agrave eacuteliminer toutes accumulations drsquoeau agrave la surface

ainsi que lrsquoeacutecoulement hypodermique dans un deacutelai raisonnable pour les plantes (moins de 24

heures)

Il a aussi comme objectifs

bull de reacutepartir uniformeacutement les preacutecipitations et favoriser leur infiltration pour apporter

lrsquoeau utile aux plantes

bull drsquoeacutevacuer lrsquoeau de ruissellement et hypodermique par des pentes adeacutequates vers les

structures hydroagricoles (reacuteseau hydraulique) sans toutefois causer lrsquoeacuterosion

bull drsquoeacuteliminer les petites deacutepressions et irreacutegulariteacutes de la surface du sol qui creacuteent des

zones humides neacutefastes aux cultures reacutecupeacuterer des surfaces non productives

bull causer le moins drsquoinconveacutenients aux opeacuterations culturales et agrave la machinerie agricole

bull permettre lrsquoentreacutee plus rapide et ameacuteliorer les conditions de reacutecoltes au champ

bull augmenter les rendements des cultures

Les zones deacutepressionnaires sont des cuvettes qui recueillent lrsquoeau des environs Elles

demeurent ainsi plus humides au printemps et lors des pluies drsquoeacuteteacute et drsquoautomne Elles ont pour

conseacutequence entre autres de retarder la date drsquoentreacutee au champ de diminuer les rendements et

de rendre plus difficile la reacutealisation des reacutecoltes tardives Tregraves souvent les sols de ces cuvettes

seront compacteacutes puisqursquoils sont travailleacutes en conditions trop humides Le problegraveme original

srsquoen trouve accru puisque la compaction diminue la permeacuteabiliteacute au sol Crsquoest pourquoi la zone

humide tend agrave srsquoagrandir

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Lrsquoobservation du relief permet parfois de localiser facilement les zones de deacutepression

La carte topographique avec ces cotes de niveau permettra de confirmer les observations sur le

terrain Cependant lorsque les pentes sont tregraves faibles il y a risque de confondre une cuvette

authentique avec une zone de reacutesurgence

Il faut noter que contrairement au drainage souterrain la plupart des champs requiegraverent

de lrsquoameacutenagement de surface

b-1-Correctifs

Le remplissage des cuvettes est parfois possible mais celles de plus grande dimension

posent souvent des difficulteacutes en raison des deacuteplacements importants de terre que cela implique

et du reacutesultat souvent insatisfaisant qui en reacutesulte En effet il peut en reacutesulter une deacutepression

moins profonde mais plus grande que la premiegravere Parfois cette deacutepression sera suffisamment

niveleacutee pour que la percolation suffise agrave eacuteliminer lrsquoeau Ces vastes deacutepressions peu profondes

permettront la production de cultures annuelles avec un minimum de pertes de rendement si la

structure du sol est suffisamment bonne pour assurer une bonne percolation Par contre ces

ameacutenagements seront souvent probleacutematiques pour les cultures hivernales telle la luzerne qui

aoucirctera tregraves mal en ces endroits ou qui sera deacutetruite par la glace qui se formera lors des deacutegels

hivernaux

Lorsqursquoil nrsquoest pas possible ou trop dispendieux de combler une deacutepression il faut alors

concentrer lrsquoeau en un point et eacutevacuer celle-ci par une rigole drsquointerception ou agrave lrsquoaide drsquoun

systegraveme de captage tel que avaloir etou trancheacutee filtrante qui conduira lrsquoeau par une conduite

agrave un eacutemissaire drsquoune profondeur suffisante

Photo 02 Exemples de champs qui auraient besoin drsquoun ameacutenagement de surface

c-Reacuteseau hydraulique

Le reacuteseau est lrsquoensemble des structures hydroagricoles que lrsquoon doit reacutealiser dans un

champ pour eacutevacuer de faccedilon seacutecuritaire le surplus drsquoeau drsquoun champ Il est souvent oublieacute dans

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lrsquoameacutenagement des terres agricoles Il comprend les cours drsquoeau fosseacutes voies drsquoeau raies de

curage avaloirs rigoles trancheacutees etou puits filtrants

Il permet

bull drsquoeacutevacuer le surplus des eaux de surface hypodermiques et souterraines

bull de minimiser lrsquoeacuterosion en coupant les longueurs de champs agrave des endroits strateacutegiques

En tout temps le reacuteseau est planifieacute judicieusement en compleacutementariteacute avec le drainage

de surface et souterrain

4-Regravegles geacuteneacuterales de drainage

Voici quelques regravegles permettant de reacutealiser des projets efficaces

1048770 Les sols peu profonds reposants sur un horizon impermeacuteable (changement textural

roc etc) ou les sols peu permeacuteables (lt 01 mjour) ne peuvent ecirctre draineacutes efficacement par

des drains agricoles De plus en raison du nombre de lignes de drains agrave installer il est difficile

de justifier eacuteconomiquement ces investissements Dans ces cas ces sols ont avantage agrave ecirctre

niveleacutes de maniegravere tregraves preacutecise afin de ne laisser aucune deacutepression etou accumulation drsquoeau

en surface Un reacuteseau hydraulique efficace est alors de mise et devrait comprendre des fosseacutes

entre 40 et 90 megravetres drsquoespacement

1048770 Plus un sol est impermeacuteable et plus le taux de ruissellement sera eacuteleveacute Il en va de

mecircme dans les sols geleacutes Il faudra porter une attention particuliegravere agrave ces sols car les risques

drsquoeacuterosion sont eacuteleveacutes

1048770 Pour conserver le potentiel des sols et diminuer les coucircts le drainage de surface

devrait ecirctre reacutealiseacute en deacuteplaccedilant le minimum de sol arable

1048770 Il est toujours recommandeacute drsquoinvestiguer et de reacutealiser les ameacutenagements suivant la

chronologie suivante le reacuteseau hydraulique le drainage de surface et si neacutecessaire le drainage

souterrain Quoiqursquoil soit preacutefeacuterable de reacutealiser les eacutetapes sur plusieurs anneacutees le tout est

possible sur une seule

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1048770 Les sols qui profiteront le plus du drainage de surface sont ceux ayant des

permeacuteabiliteacutes faibles

5-Diagnostic

Un bon diagnostic commence tout drsquoabord par la consultation lorsque disponible des

documents suivant

bull les photographies aeacuteriennes infrarouges etou carte de rendement pour localiser les

zones de mauvais rendement

bull les releveacutes topographiques etou plans de drainage souterrain etou profil des cours

drsquoeau municipaux pour localiser les zones potentielles de mauvais drainage (deacutepression

eacutecoulement hypodermique etc)

bull Carte de sol et permeacuteabiliteacute afin drsquoeacutevaluer le potentiel et la limite des sols

Le conseiller devra analyser cette information afin de savoir si le problegraveme est

agronomique ou ducirc au drainage Par exemple il est inteacuteressant de comparer la localisation des

zones de mauvais rendements de culture agrave partir drsquoune carte de rendement ou une photographie

infrarouge sur une carte de niveau ou un plan de drainage de surface etou souterrain