MANUELDES TECHNIOUES D'IRRIGATIONSOUS PRESSION Laccroissement de |eIIicience de |irrigation et de |a productivite de |'eau a tous |es niveaux de |a chaine de production est une priorite dans un nombre croissant de pays conIrontes aux prob|emes de |a rarete de |eau. Les techniques dirrigation sous pression associees a une modernisation de |agricu|ture peuvent contribuer a une augmentation substantie||e de |eIIicience et de |a productivite de |eau en irrigation. Ce manue| se veut un guide pratique a |'uti|isation des techniques d'irrigation sous pression a |usage des agricu|teurs, des techniciens dirrigation et des agents de vu|garisation.MANUEL DES TECHNIQUES DIRRIGATION SOUS PRESSION FAO 9 7 8 9 2 5 2 0 5 8 1 7 5TC/M/A1336F/1/01.08/500SBN 978-92-5-205817-5 COPERTINA 39,2x22:Layout 514-03-200812:34Pagina 1MANUELDESTECHNIQUES DIRRIGATIONSOUS PRESSIONA. PhocaidesSeconde ditionORGANISATION DES NATIONS UNIESPOUR LALIMENTATION ET LAGRICULTUREROME, 200809-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina ies appellations employees dans ce produit d`inlormation et la presentation des donnees qui y ligurent n`impliquent de la part de l`Crganisation des ations Lnies pour l`alimentation et l`agriculture !AC) aucune prise de position quant au statut juridique ou au stade de developpement des pays, territoires, villes ou zones ou de leurs autorites, ni quant au trace de leurs lrontieres ou limites. a mention de societes determinees ou de produits de laLricants, qu`ils soient ou non Lrevetes, n`entrane, de la part de la !AC, aucune approLation ou recommandation desdits produits de prelerence a d`autres de nature analogue qui ne sont pas cites.SB 978-92-5-205817-51ous droits reserves. es inlormations contenues dans ce produit d`inlormationpeuvent etre reproduites ou dillusees a des lins educatives et non commerciales sans autorisation prealaLle du detenteur des droits d`auteur a condition que la source des inlormations soit clairement indiquee. Ces inlormations ne peuvent toutelois pas etre reproduites pour la revente ou d`autres lins commerciales sans l`autorisation ecrite du detenteur des droits d`auteur. es demandes d`autorisation devront etre adressees auChel de la Sous-division des politiques et de l`appui en matiere de puLlications electroniquesivision de la communication, !AC Viale delle 1erme di Caracalla, 00153 Eome, talie ou, par courrier electronique, a copyrightlao.org !AC 200809-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina iiTable des matiresPrface xxvRemerciements xxviListe des acronymes xxviiChapitre 1: Introduction1.1Chapitre 2: Techniques dirrigationen conduites sous pression 2.1Systmes dirrigation en conduites sous pression 2.1Trame du rseau 2.1Ouvrage de tte 2.2Conduite principale 2.3Conduites secondaires 2.3Bornes de prise 2.3Adducteurs (conduites d'alimentation) 2.3Conduites latrales (conduites d'irrigation) 2.3Distributeurs 2.3Classification des systmes 2.4Pression de fonctionnement 2.4Mthode de distribution de leau 2.4Type dinstallation 2.5Les techniques dirrigation par conduites sous pressioncomparees avec les mthodes traditionnelles dirrigation 2.5Efficience de l'irrigation 2.5Rentabilit conomique par unit de volume d'eau 2.6Fonctionnement et entretien 2.6Cot 2.609-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina iiiTable of Contents Table des matires ivChapitre 3: Equipement dirrigationet techniques de raccordement 3.1Introduction3.1Les conduites 3.2Les tuyaux en acier raccord filet 3.2Les tuyaux en acier lger raccord rapide 3.3Les tuyaux en aluminium raccord rapide 3.3Les tuyaux rigides en PVC 3.4Les tuyaux en polythylne 3.6Dimensionnement des tuyaux en PVC et PE 3.7Les tuyaux plats 3.9Les raccords de conduites 3.10La fonte ductile filete 3.10Les raccords en polypropylne (PP) 3.10Les raccords en PVC 3.11Les dispositifs de contrle de lcoulement 3.12Les vannes de sectionnement 3.14Les vannes de contrle 3.15Les vannes de rglage 3.15Les compteurs 3.16Les jauges de pression ou manomtres 3.17Les purgeurs d'air 3.17Les soupapes de scurit (aussi nommes soupapesde dcharge de la pression) 3.18Les filtres 3.20Les filtres gravier 3.20Les hydrocyclones (ou sparateurs de dessablage) 3.20Les filtres tamis 3.21Les filtres disques 3.22Les filtres auto-nettoyants automatiques 3.22Le matriel d'injection pour l'irrigation fertilisante 3.23Le dilueur d'engrais liquide (ferm) 3.23L'injecteur de type Venturi 3.23La pompe piston 3.24Les distributeurs deau 3.25Les asperseurs 3.2509-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina ivTable of Contents Table des matires vLes micro-asperseurs 3.26Les gicleurs, micro-jets et mini-diffuseurs 3.26Les barboteurs 3.27Les goutteurs 3.28Les gaines de micro-irrigation 3.28Les distributeurs compensateur de pression 3.29Les pulseurs 3.30Les tuyaux poreux 3.31Les tuyaux de jardin 3.31Les dispositifs dautomatisation 3.32Les lectrovannes 3.32Les dispositifs de commande 3.32Les vannes volumtriques automatiques compteur 3.33Les instruments de mesure 3.33Les capteurs d'humidit du sol 3.34Les conductivimtres 3.34Les extracteurs de solution de sol 3.35Le bac d'vaporation de classe A 3.36Les systmes d'exhaure 3.36Les dispositifs d'lvation directe 3.37Les pompes volumtriques 3.38Les pompes rotodynamiques 3.39Les pompes air comprim 3.40Les pompes impulsion (blier hydraulique) 3.41Les systmes gravitaires 3.42Calcul de la puissance requise (P) 3.43Chapitre 4: Conception du systme 4.1Introduction4.1Conception du systme 4.1Conception des conduites latrales 4.1Conception des conduites 4.2Les conduites latrales 4.2Les adducteurs, conduites principales et secondaires 4.409-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina vTable of Contents Table des matires viOuvrage de tte4.5Charge dynamique totale du systme 4.5Charge dynamique totale de lunit de pompage 4.6Chapitre 5: Description, normes et appels d'offrespour lapprovisionnement de lquipement 5.1Pression de service de lquipement 5.1Conduites principales, conduites secondaires, adducteurs et bornes 5.2Conduites latrales 5.2Ouvrage de tte 5.2Unit de pompage 5.3Normes 5.3Appel d'offres 5.8Exemple5.9Appel d'offres pour la fourniture dun quipement dirrigation5.9Chapitre 6: Programmation de lirrigation 6.1Relations eau - sol6.1Exemple 6.2Rponse 6.2Profondeur effective denracinement 6.2Dficit admissible ou tarissement de leau disponible dans le sol 6.2Profondeur nette dapplication de lirrigation 6.3Exemple 6.3Besoins en eau des cultures 6.3Exemple 6.4Exemple 6.4Pluies efficaces 6.509-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina viTable of Contents Table des matires viiCouverture vgtale 6.6Intervalle dirrigation ou frquence 6.6Efficience dapplication de lirrigation 6.6Exemple 6.6Rponse 6.6Profondeur brute dapplication de lirrigation 6.7Besoins de lessivage 6.7Debit du systme (capacit du systme) 6.7Exemple gnral 6.8Chapitre 7: Qualit de leau dirrigation 7.1Introduction7.1Classification de la qualit des eaux pour lirrigation 7.1La qualit chimique des eaux d'irrigation 7.2Composition et concentration en sels solubles7.2Effets des sels solubles sur les plantes7.3Effets des sels solubles sur le sol 7.5Tolrance des cultures la salinit 7.6Critres de qualit des eaux 7.14Contrle de la salinit 7.16Micro-irrigation et contrle de la salinit 7.17La qualit physique des eaux d'irrigationet leur traitement (filtration)7.21Filtration 7.22Fonctionnement et entretien 7.22Application des produits chimiques 7.23La qualit des eaux uses traites pour l'irrigation(physique, biologique et chimique) 7.23Critres et paramtres d'valuation 7.24Directives nationales et normes (le cas de Chypre) 7.28Irrigation sous pression avec les eaux uses traites 7.2809-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina viiTable of Contents Table des matires viiiChapitre 8: Systmes d'irrigation par aspersion tuyaux flexibles mobiles 8.1Introduction8.1Trame du systme et composantes 8.2Les asperseurs 8.2Critres et considrations de conception 8.3Rgime des vents 8.4Programmation de lirrigation 8.6Cots 8.6Avantages 8.8Inconvnients 8.8Exemple de projet: irrigation du coton par aspersion tuyaux flexibles mobiles8.8Superficie et cultures 8.8Sol, eau et climat 8.8Besoins en eau et programme d'irrigation 8.8Trame du rseau, performances et caractristiques hydrauliques 8.9Chapitre 9: Systmes dirrigation par aspersion enrouleurs rampes repliables 9.1Introduction9.1Trame du systme et composantes 9.2La rampe avec les distributeurs (mini-diffuseurs)et le chariot mobile 9.3Le tuyau flexible en polythylne 9.4Le bti avec tambour 9.4Critres et spcifications de conception 9.5Superficie, topographie 9.5Sols 9.5Disponibilit en eau 9.6Qualit de l'eau 9.6Type de cultures 9.609-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina viiiTable of Contents Table des matires ixSpcifications particulires et programme d'irrigation 9.7Cots 9.8Avantages 9.9Inconvnients 9.9Exemple de projet systme d'aspersion enrouleurs rampes repliables pour une culture de luzerne 9.10Superficie et cultures 9.10Sol, eau et climat 9.10Besoins en eau et programme d'irrigation 9.10Caractristiques de la trame du systme et performances 9.10Spcifications techniques (besoins minimaux) 9.11Description et conditions gnrales requises 9.11Bti tambour 9.12Rampe d'arrosage et chariot mobile 9.12Chapitre 10: Systmes dirrigationpar aspersion pivot central 10.1Introduction10.1Trame du systme et composantes 10.2La conduite d'arrosage 10.2Les distributeurs d'eau 10.3La tour centrale 10.5Le systme de commande du pivot central 10.6Le fonctionnement de la machine 10.6Le gnrateur 10.7Cots 10.7Avantages 10.8Inconvnients 10.8Critres et spcifications de conception 10.9Conception et installation 10.9Taux d'application et frquence d'irrigation 10.10Spcifications particulires 10.11Critres de slection du site 10.1209-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina ixTable of Contents Table des matires xExemple de projet 10.14Superficie, rayon d'action de la machine et cultures 10.14Besoins en eau et sols 10.14Caractristiques des systmes 10.15Spcifications minimales pour le systme pivot central 10.16Caractristiques gnrales du systme pivot central 10.16Spcifications techniques 10.17Chapitre 11: Les micro-asperseurs 11.1Introduction11.1Trame du systme et composantes11.1Les micro-asperseurs de distribution 11.2Programmation de lirrigation11.3Critres et considrations de conception 11.3Cots 11.4Avantages 11.4Inconvnients 11.4Exemple de projet micro-asperseurspour un champ de pommes de terre 11.5Superficie et cultures 11.5Sol, eau et climat 11.6Besoins en eau et programme d'irrigation 11.6Trame du systme 11.6Asperseurs 11.7Dbit des conduites 11.7Chapitre 12: Les mini-asperseurs 12.1Introduction12.1Trame et composantes du systme 12.1Les mini-asperseurs de distribution 12.2Programmation de lirrigation 12.309-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xTable of Contents Table des matires xiCritres et considrations de conception 12.3Cots 12.5Avantages 12.5Inconvnients 12.5Exemple de projet irrigation de citronnierspar mini-asperseurs 12.6Superficie et cultures 12.6Sol, eau et climat 12.6Besoins en eau et programme d'irrigation 12.6Trame du rseau, performances et caractristiques hydrauliques 12.7Chapitre 13: Irrigation des arbres par barboteurs 13.1Introduction13.1Trame et composantes du systme13.1Les barboteurs de distribution 13.1Programmation de lirrigation 13.2Critres et considrations de conception 13.2Cots 13.3Avantages 13.3Inconvnients 13.3Exemple de projet irrigation d'arbresfruitiers par barboteurs 13.3Superficie et cultures 13.3Sol, eau et climat 13.4Besoins en eau et programme d'irrigation 13.4Trame du systme, performances et caractristiques hydrauliques 13.4Chapitre 14: Irrigation goutte--goutte 14.1Introduction14.1Trame et composantes du systme14.1Les distributeurs goutte--goutte (goutteurs) 14.309-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xiGaines de micro-irrigation 14.4Tuyaux parois poreuses 14.4Filtration 14.4Programmation de lirrigation 14.5Critres et considrations de conception 14.5Cots 14.7Avantages 14.7Inconvnients 14.7Exemple de projet irrigation goutte--goutte des pastques 14.8Superficie et cultures 14.8Sol, eau et climat 14.8Besoins en eau et programme d'irrigation 14.8Trame du systme 14.9Fonctionnement du systme 14.9Pression de fonctionnement 14.9Chapitre 15: Systmes familiaux peuonreux dirrigation goutte--goutte 15.1Introduction15.1Technologies abordables de micro-irrigation 15.1Le systme familial d'irrigation goutte--goutte 15.3Qu'y a-t-il de nouveau dans le systme familiald'irrigation goutte--goutte? 15.3Trame et composantes du systme15.3Le rservoir d'eau 15.3L'ouvrage de tte 15.4Les conduites d'eau 15.4Les lignes de goutteurs 15.5Programmation de lirrigation 15.6Besoins en eau d'irrigation 15.6Nombre et frquence des irrigations 15.6Table of Contents Table des matires xii09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xiiTable of Contents Table des matiresxiiiCritres et considrations de conception 15.7Superficie, dimensions et forme 15.7Topographie et type de sol 15.7Disponibilit en eau 15.7Qualit de l'eau 15.8Catgories de culture 15.8Spcifications particulires 15.9Cots 15.9Avantages 15.10Inconvnients 15.11Exemple de projet systme familial goutte--gouttepour la culture des tomates (sur espalier) 15.11Superficie et cultures 15.11Sole et eau 15.11Besoins en eau et programme d'irrigation 15.12Trame du systme (description et caractristiques)et performances 15.12Caractristiques hydrauliques du systme 15.14Diverses configurations de systmes de technologiesabordables de micro-irrigation (selon l'ide) 15.15Chapitre 16: L'irrigation fertilisante 16.1Introduction16.1Les injecteurs d'engrais 16.1Rservoir d'engrais liquide (ferm) 16.1Injecteur Venturi 16.2Pompe piston 16.2Application des engrais 16.3Solubilit 16.3Acidit 16.3Quantit 16.4Exemple l'irrigation fertilisante des lgumes 16.509-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xiiiChapitre 17: Systme de distribution par conduites 17.1Introduction17.1Trame et composantes du systme17.2Critres et considrations de conception 17.3Cots 17.4Avantages 17.4Inconvnients 17.4Exemple de projet 17.5Superficie et cultures 17.5Sole et eau 17.6Besoins en eau et programme d'irrigation 17.6Trame du systme et charge dynamique 17.6Chapitre 18: Irrigation par tuyaux flexibles 18.1Introduction18.1Trame et composantes du systme 18.2Les tuyaux 18.2Types de systmes et critres de conception 18.2Systme conventionnel de tuyaux et bassins pour les arbres 18.3Systme de bassins aliments par tuyaux trans pour les arbres 18.4Systme de tuyaux et bassins pour cultures de plein champ 18.4Systme de tuyaux et sillons pour l'irrigation des lgumes 18.5Cots 18.6Avantages 18.7Inconvnients 18.8Exemple de projet tuyaux et bassins pourla culture d'arbres, type conventionnel et tran 18.8Superficie et cultures 18.8Sol, eau et climat 18.9Besoins en eau et programme d'irrigation 18.10Table of Contents Table des matires xiv09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xivTable of Contents Table des matiresxvTrame du systme, performances et caractristiques hydrauliques 18.10quipement pour l'installation du systme 18.11Irrigation du mas par tuyaux et bassinset des tomates par tuyaux et sillons 18.13Superficie et cultures 18.13Sol, eau et climat 18.13Besoins en eau et programme d'irrigation 18.13Trame du systme, performances et caractristiques hydrauliques 18.13quipement pour l'installation du systme 18.15Chapitre 19: Donnes gnrales d'une tudetechnique pour un systme dirrigation sous pression 19.1Introduction19.1Collecte des donnes 19.1Fiches de donnes sur l'exploitation agricole 19.1Critres de slection et paramtres des divers systmes 19.3Systmes d'irrigation pivot central 19.3Systmes d'irrigation par aspersion enrouleurs rampes repliables 19.4Systmes d'irrigation goutte--goutte 19.5Systmes d'irrigation par mini-asperseurs (pour arbres fruitiers) 19.6Systmes de distribution par conduites 19.7Systmes d'irrigation par aspersion tuyaux mobiles 19.8Systmes familiaux peu onreux d'irrigation goutte--goutte 19.9Chapitre 20: Fonctionnement et entretien 20.1Introduction20.1Fonctionnement 20.1Quand et comment irriguer 20.1Dmarrer et arrter le systme 20.2Performance du systme 20.2L'quipement requis pour cette tche est le suivant 20.2Installation de pompage20.409-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xvEntretien 20.4Rseau du systme 20.4Installation de pompage 20.5Conclusion 20.8Chapitre 21: Terminologie dirrigation 21.1Chapitre 22: Base de donnes pour la fournituredquipements dirrigation IES22.1Annexe: Tableau de conversion des units 23.1Table of Contents Table des matires xvi09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xviTable of Contents Table des matiresxviiListe des figuresFigure 1.1 L'irrigation de surface, gaspilleuse d'eau 1.1Figure 2.1 Schma d'un trac de rseau 2.2Figure 2.2 Mthode d'irrigation de surface amliore avec conduites 2.4Figure 2.3 Techniques modernes d'irrigation 2.7Figure 2.4 Techniques d'irrigation par aspersion 2.8Figure 3.1 Raccord filet en acier (adaptateur mle) 3.2Figure 3.2 Tuyaux et raccords en acier lger galvanis raccord rapide 3.3Figure 3.3 Tuyaux raccord rapide en aluminium 3.4Figure 3.4 Tuyaux en PVC rigide 3.5Figure 3.5 Rouleau de tuyau en polythylne 3.6Figure 3.6 Un rouleau de tuyau plat 3.10Figure 3.7 Raccords filets pour les tuyaux en acier galvanis 3.11Figure 3.8 Raccords en polypropylne (PP) 3.11Figure 3.9 Raccord de conduite par collage 3.12Figure 3.10 Tuyau de PVC avec joint rainurmanchonn (par pression) 3.12Figure 3.11 Diverses vannes de sectionnement. De gauche droite:un robinet-vanne, un vanne papillon et des vannes boisseau sphrique 3.14Figure 3.12 Coupe schmatique et photographie d'une vannede contrle 3.14Figure 3.13 Vanne de rduction de pression maintenant unepression aval constante, alors que la pressionamont varie 3.16Figure 3.14 Coupe transversale d'un compteur volumtrique 3.17Figure 3.15 Manomtre de type Bourdon 3.17Figure 3.16 Purgeurs d'air introduisant ou vacuant l'airdans un systme hydraulique 3.19Figure 3.17 Coupe schmatique et photographie d'une soupapede scurit 3.19Figure 3.18 Coupe schmatique et photographie d'un filtre gravier 3.20Figure 3.19 Coupe schmatique et photographie d'un hydrocyclone 3.21Figure 3.20 Coupe schmatique et photographie d'un filtre tamis 3.21Figure 3.21 Filtre disques et cartouche (pile de disques rainures) 3.2209-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xviiFigure 3.22 Filtre auto-nettoyant automatique utilisant le mcanismede lavage contre-courant pour l'vacuation des dbrisaccumuls 3.22Figure 3.23 Schma de fonctionnement et photographie d'undilueur d'engrais liquide ferm 3.23Figure 3.24 Schma d'installation et photographie d'un injecteurd'engrais de type Venturi 3.24Figure 3.25 Schma de fonctionnement et photographie d'uninjecteur d'engrais pompe piston 3.24Figure 3.26 Asperseurs rotatifs 3.25Figure 3.27 Micro-asperseur avec buse rotative (spinner) 3.26Figure 3.28 Photographie d'un micro-jet irrigant un citrus, et dtailde la tte du micro-jet (sans partie mobile) 3.27Figure 3.29 Vue schmatique d'un barboteur 3.27Figure 3.30 Goutteur en drivation et goutteur en ligne 3.28Figure 3.31 Schma et photographie d'une gaine de micro-irrigation 3.29Figure 3.32 Variations de dbit entre un distributeur normalet un distributeur compensateur de pression(situations idale et relle) 3.29Figure 3.33 Photographie d'un distributeur compensateurde pression montrant la membrane utilise commergulateur de dbit 3.30Figure 3.34 Schma de fonctionnement et photographie d'un pulseur 3.30Figure 3.35 Schma d'un tuyau poreux 3.31Figure 3.36 Photographie d'un tuyau de jardin avec arroseur jet 3.31Figure 3.37 Coupe schmatique et photographie d'une lectrovanne 3.32Figure 3.38 Schma de fonctionnement et photographie d'undispositif de commande 3.33Figure 3.39 Schma de fonctionnement et photographie d'unevanne volumtrique automatique 3.33Figure 3.40 Coupe schmatique et photographies d'un tensiomtreet d'un rflectomtre temporel 3.35Figure 3.41 Mesure directe des solutions du sol au moyen d'unconductivimtre et extracteurs installs dans un champ 3.35Figure 3.42 Un bac d'vaporation de classe A sur le terrain 3.36Figure 3.43 Courbes de fonctionnement d'une pompe centrifugeindiquant les relations entre la charge, le dbit,la vitesse et l'efficience 3.37Table of Contents Table des matires xviii09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xviiiTable of Contents Table des matiresxixFigure 3.44 Schma d'une roue persane et photographie d'une noria 3.38Figure 3.45 Gauche: Schma d'une pompe manuelle avec simplepiston, Centre: Pompe pdale, Droite: Schma d'unepompe cavit progressive, ou monopompe 3.39Figure 3.46 Pompes rotodynamiques: (a) pompe radiale oucentrifuge (b) pompe axiale 3.40Figure 3.47 Gauche: pompe rotodynamique entrane par untracteur Droite: unit de pompage, constitue depompes rotodynamiques en parallle 3.40Figure 3.48 Schma d'une pompe air comprim 3.41Figure 3.49 Schma d'installation d'un hydram 3.42Figure 3.50 Schma d'un siphon 3.42Figure 3.51 Ht est la charge totale, Ha la hauteur d'lvation,Hi la charge au niveau du distributeur et Hp la pertede charge totale due au frottement 3.43Figure 4.1 Pression de fonctionnement requise pour les systmessous pression 4.4Figure 7.1 Zones de taux relatifs de tolrance au sel des culturesagricoles 7.15Figure 7.2 Irrigation goutte--goutte du mas avec des eaux recycles 7.29Figure 7.3 Aspersion avec des eaux municipales traites 7.29Figure 8.1 Irrigation par asperseurs tuyaux flexibles mobiles 8.2Figure 8.2 Profils d'humidification du sol sous aspersion 8.4Figure 8.3 Irrigation par aspersion tuyaux flexibles mobiles 8.7Figure 8.4 Techniques de raccord pour l'aspersion tuyauxflexibles mobiles 8.11Figure 9.1 Rampe d'aspersion en service sur son chariot 9.1Figure 9.2 La rampe, le tuyau en PE et le bti tambour 9.2Figure 9.3 Mini-diffuseurs en cercles complets et demi-cercles 9.3Figure 9.4 Le bti tambour et le tuyau flexible en PE 9.4Figure 9.5 Dplacement de la machine 9.5Figure 9.6 Rampe repliable en fonctionnement 9.9Figure 9.7 Machine rampe repliable 9.9Figure 9.8 Positions d'une machine rampe repliable 9.11Figure 9.9 Largeurs de bandes d'irrigation variables selondivers arrangements de mini-diffuseurs 9.13Figure 10.1 Le pivot central 10.109-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xixFigure 10.2 Vue gnrale d'un pivot central 10.3Figure 10.3 Tubes suspendus avec mini-diffuseurs 10.4Figure 10.4 La tour centrale et le panneau de commande 10.6Figure 10.5 Les tours de support 10.7Figure 10.6 Schma d'implantation en profils haut et bas 10.8Figure 10.7 Le montage du pivot central 10.9Figure 10.8 Dplacement du systme 10.10Figure 10.9 Vue gnrale dun systme pivot central 10.13Figure 10.10 Trame du systme 10.15Figure 10.11Connexion la source d'eau 10.16Figure 11.1 Micro-asperseurs de distribution dans un champde pommes de terre 11.2Figure 11.2 Irrigation par aspersion basse capacit des pommesde terre 11.5Figure 11.3 Systme de micro-irrigation basse capacit 11.8Figure 12.1 Irrigation d'un verger de citrus par mini-asperseurs 12.2Figure 12.2 Arbres irrigus par mini-asperseurs 12.4Figure 12.3 Exemple de projet d'irrigation par mini-asperseurssur des arbres fruitiers 12.7Figure 12.4 Techniques de raccordement des systmes demini-asperseurs 12.9Figure 13.1 Exemple de projet d'irrigation d'un verger par barboteurs 13.5Figure 13.2 Techniques de raccordement dans l'irrigation parbarboteurs 13.7Figure 14.1 Conduite principale, adducteur et conduites latralesavec goutteurs 14.2Figure 14.2 Double ligne de goutteurs sur des bananiers 14.6Figure 14.3 Exemple de projet d'irrigation par goutte--gouttede la pastque 14.11Figure 14.4 Ouvrage de tte dans l'irrigation goutte--goutte 14.12Figure 15.1 Configuration d'une technologie abordable demicro-irrigation par module seau avec une conduitelatrale de 12 mm et des micro-tubes spaghettide chaque ct 15.2Figure 15.2 Le systme familial d'irrigation goutte--goutte 15.4Figure 15.3 Rservoir fabriqu localement pour un systmefamilial d'irrigation goutte--goutte 15.5Table of Contents Table des matires xx09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xxTable of Contents Table des matiresxxiFigure 15.4 Lignes de goutteurs d'un systme familial d'irrigationen Chine 15.8Figure 15.5 Trame du systme familial d'irrigation goutte--goutte 15.13Figure 15.6 Module tambour utilisant une conduite secondairede 16 mm, avec des conduites latrales de 12 mm et desmicro-tubes spaghetti sur une superficie de 120 m215.15Figure 15.7 Systme de technologie abordable de micro-irrigationavec des lignes de goutteurs utilisant des trous dediamtre standard comme des goutteurs, couverts avecdes feuilles de plastique pour contrler le dbit distribu 15.16Figure 15.8 Module de micro-aspersion pour 250 m215.16Figure 15.9 Systme de lignes de goutteurs dplaables 15.17Figure 15.10 Irrigation par pots en cramique poreuse 15.17Figure 16.1 Les injecteurs d'engrais 16.2Figure 16.2 Prparation de la solution fertilisante 16.4Figure 17.1 Systme de distribution par conduites irriguantde jeunes arbres 17.1Figure 17.2 Installation des conduites 17.3Figure 17.3 L'ouvrage de tte du systme de distributionpar conduites 17.5Figure 17.4 Trame du systme de distribution par conduites 17.7Figure 18.1 Irrigation de jeunes fruitiers par tuyaux et bassins 18.1Figure 18.2 Irrigation de lgumes par tuyaux et sillons 18.3Figure 18.3 Schma d'un systme de tuyaux et bassins pourles arbres 18.5Figure 18.4 Irrigation par tuyaux flexibles pour les lgumes et lescultures de plein champ (position et dplacementdes tuyaux) 18.7Figure 18.5 Schma de disposition des sillons courts 18.8Figure 18.6 Femmes irriguant de jeunes arbres avec un systmede tuyaux et bassins 18.8Figure 18.7 Irrigation d'arbres par tuyaux flexibles 18.9Figure 18.8 Irrigation par tuyaux flexibles pour les lgumesprcoces sous tunnels bas 18.12Figure 18.9 Irrigation par tuyaux flexibles pour les lgumeset les cultures de plein champ 18.14Figure 18.10Techniques de raccordement des tuyaux d'irrigation 18.16Figure 22.1 Site web de l'ies 22.209-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xxiListe des tableauxTableau 2.1 Cots comparatifs des systmes d'irrigationpar conduites sous pression 2.8Tableau 2.2 Dtail des cots des systmes d'irrigation par conduites 2.8Tableau 3.1 Dbits maximaux recommands dans les tuyaux enplastique sans prise 3.7Tableau 3.2 Sries de tuyaux en upvc 3.8Tableau 3.3 paisseurs des parois de tuyaux en PE (50, 63 et 80)pour des pressions PN 6 et PN 10 3.9Tableau 3.4 Rsum des dispositifs de contrle de l'coulement 3.13Tableau 3.5 Classification des asperseurs 3.25Tableau 4.1 Valeurs de F pour des sorties multiples 4.3Tableau 4.2 Charge dynamique totale du systme 4.6Tableau 5.1 Tuyau en PVC rigide de 4 pouces de diamtre (6 bars)selon deux normes nationales diffrentes 5.4Tableau 5.2 Normes et spcifications de l'quipement 5.5Tableau 5.3 Bordereau des quantits 5.10Tableau 5.4 Spcification de l'quipement 5.11Tableau 6.1 Proprits physiques des sols (valeurs moyennes) 6.1Tableau 6.2 Exemple d'enracinement (en mtres) pendant lasaison culturale 6.2Tableau 6.3 Estimation de l'eto en mm/jour dans le deltadu Wadi Tuban (Ymen) 6.4Tableau 6.4 Coton, saison culturale: aot dcembre 6.4Tableau 6.5 Coefficient cultural (kc) pour certaines culturessaisonnires (valeurs moyennes) 6.5Tableau 6.6 Coefficient cultural (kc) pour certaines culturespermanentes 6.5Tableau 6.7 Efficiences approximatives d'application de l'irrigationpour divers systmes ou mthodes d'irrigation auniveau de l'exploitation 6.7Tableau 6.8 Exemple d'une culture de coton 6.8Tableau 6.9 Programme d'irrigation 6.9Tableau 7.1 Principaux ions prsents dans l'eau d'irrigation 7.2Tableau 7.2 Tolrance relative au sel des cultures herbaces:lgumes et fruits 7.7Table of Contents Table des matires xxii09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xxiiTable of Contents Table des matiresxxiiiTableau 7.3 Tolrance relative au sel des cultures herbaces:cultures boises 7.8Tableau 7.4 Tolrance relative au sel des cultures herbaces:gramines et fourrages 7.9Tableau 7.5 Limites de tolrance au bore pour les cultures agricoles 7.10Tableau 7.6 Tolrance au sel des buissons ornementaux, arbres etcouvertures de sols 7.12Tableau 7.7 Limites de tolrance au bore pour les plantesornementales 7.13Tableau 7.8 Classification de l'eau en fonction de la salinit 7.14Tableau 7.9 Problme potentiel d'infiltration d au sodiumdans l'eau d'irrigation 7.15Tableau 7.10 Cas n 1: Fiche d'analyse chimique de l'eau 7.18Tableau 7.11 Cas n 2: Fiche d'analyse chimique de l'eau7.19Tableau 7.12 Cas n 3: Fiche d'analyse chimique de l'eau7.20Tableau 7.13 Directives chypriotes pour lutilisation en irrigationdes effluents domestiques traits 7.30Tableau 8.1 Nombre maximal d'asperseurs basse/moyennepression sur des conduites latrales raccord rapide 8.6Tableau 8.2 Charge totale dynamique requise 8.9Tableau 8.3 Liste des quipements ncessaires pour une installationd'aspersion tuyaux flexibles mobiles (devis quantitatif) 8.10Tableau 9.1 Exemple de tableau des performances pour diversesvitesses de rtraction et pluviomtries 9.8Tableau 11.1 Longueur maximale admissible des conduites latrales 11.4Tableau 11.2 Pression de fonctionnement du systme 11.7Tableau 11.3 Liste des quipements ncessaires pour l'installationde micro-asperseurs 11.7Tableau 12.1 Programme d'irrigation par mini-asperseurs 12.3Tableau 12.2 Nombre maximal de mini-asperseurs sur la conduitelatrale et longueur de la conduite latrale sur sol uni.Dbit des mini-asperseurs 2 bars 12.4Tableau 12.3 Pression de fonctionnement du systme 12.8Tableau 12.4 Liste des quipements ncessaires pour l'installationdu systme 12.8Tableau 13.1 Pression de fonctionnement du systme 13.5Tableau 13.2 Liste des quipements ncessaires pour l'installationdu systme 13.609-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xxiiiTableau 14.1 Type de sol et rayon moyen d'pandage latrald'eau des goutteurs 14.1Tableau 14.2 Pression de fonctionnement du systme 14.10Tableau 14.3 Liste des quipements ncessaires pour l'installationdu systme 14.10Tableau 15.1 Donnes utiles sur les cultures saisonnires cielouvert courantes15.10Tableau 15.2 Programme d'irrigation de l'exemple de projet 15.12Tableau 15.3 Liste des quipements ncessaires pour l'installationdu systme (systme familial peu onreux d'irrigationgoutte--goutte) 15.14Tableau 16.1 Concentration nette d'engrais en ppm (mg/l ouengrais net en g/m3d'eau d'irrigation) 16.4Tableau 17.1 Dbit par rapport au diamtre des conduites 17.4Tableau 17.2 Liste des quipements ncessaires pour l'installationd'un systme de distribution par conduites(devis quantitatif) 17.6Tableau 18.1 Caractristiques de dbit dans les tuyaux de 24 m 18.3Tableau 18.2 Pente et ampleur du dbit 18.6Tableau 18.3 Systmes de tuyaux et bassins conventionnel et tran 18.11Tableau 18.4 Systme conventionnel de tuyaux et bassins pourles arbres 18.11Tableau 18.5 Systme de bassins aliments par tuyaux transpour les arbres 18.12Tableau 18.6 Irrigation par tuyaux et bassins et tuyaux et sillons 18.15Tableau 18.7 Installation tuyaux et bassins (mas) 18.15Tableau 18.8 Installation tuyaux et sillons (tomates) 18.16Liste des encadrsEncadr 10.1 Application prcise faible nergie 10.5Table of Contents Table des matires xxiv09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xxivxxvPrfaceL'eau est la clef de tous les dveloppements socio-conomiques et de laprservation d'cosystmes sains. Avec l'accroissement de la population etl'augmentation des exigences que fait peser le dveloppement sur les eauxsouterraines et de surface pour les besoins des secteurs domestique,agricole et industriel, la pression s'intensifie sur les ressources en eau, cequi cre des tensions et conflits entre les utilisateurs et des contraintesexcessives sur l'environnement. Le stress accru induit l'chelle mondialepar l'augmentation de la demande et de la pollution sur les ressourcesd'eau douce est profondment proccupant.L'augmentation de la productivit de l'eau est dterminante pour releverles futurs dfis que va poser la pnurie d'eau. A l'heure actuelle, 70 pourcent de toute l'eau utilise dans le monde est consomme par l'agriculture etce pourcentage atteint 95 pour cent dans plusieurs pays en dveloppement.La sensibilisation accrue la valeur instrumentale de l'eau pour laprservation de l'environnement augmente encore la pression sur l'utilisationde l'eau en agriculture. L'augmentation de l'efficience d'utilisation de l'eauet de la productivit de l'eau en agriculture tous les niveaux des chanes deproduction devient une priorit dans un nombre croissant de pays.Une approche globale de la productivit des eaux en agriculture exigeque des mesures soient prises tous les niveaux, des cultures auxprimtres irrigus et jusqu'aux systmes conomiques nationaux etinternationaux. L'adoption de pratiques modernes d'irrigation au niveau desexploitations pourrait en particulier apporter une importante amliorationde l'efficience d'utilisation et de la productivit de l'eau.Ce manuel vise offrir aux agriculteurs, techniciens d'irrigation etvulgarisateurs qui travaillent sur le terrain un guide pratique sur l'utilisationdes techniques d'irrigation sous pression. Dans cette deuxime version cemanuel, traduit en franais pour la premire fois, a t considrablementremanie et propose en particulier de nouveaux chapitres sur les systmesabordables d'irrigation goutte--goutte et de distribution l'intention despetits exploitants agricoles.09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xxvxxviRemerciementsLe manuel des techniques d'irrigation sous pression est une initiative delUnit de la gestion de leau de la FAO (NRLW) qui a bnfici de lappuidu Programme international pour la recherche et la technologie enirrigation et drainage (IPTRID).La premire version du manuel, publie en 2001 et disponibleuniquement en anglais, avait t prpare par Andreas Phocaides,consultant en technologie de l'irrigation, sous la supervision de RetoFlorin, ancien Chef du Service de leau de la FAO et avec lassistance deDaniel Casanova, expert en irrigation.Pour sa seconde dition, le manuel a fait lobjet dune rvisionapprofondie et a t complt par laddition de plusieurs chapitres. Ontparticip la prparation de la seconde dition: Andreas Phocaides(consultant), Ines Beernaerts et Jean-Marc Faurs (FAO) et Virginie Gillet(FAO/IPTRID). La traduction franaise a t assure par Jacques Chabloz etDominique Juchault-Manley.09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xxvixxviiListe des acronymesABS Acrylonitrile butadine styrne (matire thermoplastique)ANSI American National Standards InstituteASAE Society for Engineering in Agriculture, Food and Biological SystemsASTM American Society for Testing MaterialBHP Puissance au freinBL Besoin de lessivageBS British StandardsCAF Cot, assurance et fretCC Capacit au champCEN Comit europen de normalisationCT Comit techniqueCYS Normes chypriotesDBO Demande biochimique en oxygneDCO Demande chimique en oxygneDIN Deutsches Institut fr Normung (normes allemandes)DN Diamtre nominalEce Conductivit lectriqueEciw Conductivit lectrique de l'eau d'irrigationEcw Conductivit lectrique de l'eauESP Sodium changeableET vapotranspirationEtc vapotranspiration de la cultureEto vapotranspiration de rfrenceFAB Franco bordFAO Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agricultureFE Fonctionnement et entretienGAO Gestion assiste par ordinateurIES Base de donnes sur la fourniture d'quipements d'irrigation (FAO)IPTRID Programme international pour la recherche et la technologieen irrigation et drainageISO Organisation internationale de normalisationKC Coefficient culturalNE Norme europenneNTU Unit de turbidit nphlmtriqueOMS Organisation mondiale de la santPC Pression compensePE Polythylne09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xxviixxviiiPEFD Polythylne faible densitPEHD Polythylne haute densitPN Pression nominalePP PolypropylnePR Classe de pressionPVC Polychlorure de vinyleSS Solides en suspensionUpvc Polychlorure de vinyle non plastifiRDT Rflectomtrie dimension temporelleSAR Taux d'absorption du sodiumSDR Rapport de dimension normaliseTDS Quantit totale de matire dissouteUSDA United States Department of AgricultureWP Point de fltrissement09-Handbook TOC:09-Handbook TOC4-03-200815:01Pagina xxviiiPressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 1.1CHAPITRE 1:IntroductionDans les actes de la Consultation sur lirrigation en Afrique (Lom, Togo,1997) le terme irrigation a t dfini comme lapplication deaucomplmentaire celle fournie directementpar les prcipitations naturellespour la production agricole.Bien que clairement dfinie, lirrigation na pas t vraiment identifie nidistingue du vaste domaine des activits de dveloppement hydraulique,telles les constructions majeures et mineures pour la collecte, le stockage, letransport et la distribution de leau, la ralisation des forages et lespompages. La plupart des efforts et investissements consentis dans denombreux pays pour le dveloppement de lirrigation ont davantage portsur la mise en valeur des ressources en eau plutt que sur lamlioration delutilisation de leau au niveau de la parcelle.Lapplication des mthodes et techniques damlioration de lirrigationdans les petites exploitations est en rapide expansion parce que la ncessitd'une plus grande efficience de lirrigation, d'une meilleure utilisation deleau, ainsi que d'une intensification et d'une diversification de la productionse fait sentir de manire accrue.Un systme dirrigation comprend des canaux et des ouvrages pourtransporter et distribuer leau aux utilisateurs. Il existe essentiellement deuxcatgories de systmes dirrigation: les rseaux de canaux ciel ouvert(figure 1.1) et les rseaux de conduites sous pression. Cet ouvrage neconcerne que ce dernier type de rseaux.FIGURE 1.1 - Lirrigation de surface, gaspilleuse deau.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:57Pagina 1.1Lexprience accumule dans de nombreux pays des zones arides etsemi-arides indique que les techniques dirrigation en conduites souspression remplacent avec succs les mthodes traditionnelles dirrigation parcanal ciel ouvert au niveau de l'exploitation.Pour tous renseignements complmentaires, on peut crire :FAO-water@fao.orgPressurized Irrigat Chapitre 1 Introduction 1.246-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:57Pagina 1.2CHAPITRE 2:Techniques dirrigation enconduites sous pressionSYSTMES DIRRIGATION EN CONDUITES SOUS PRESSIONUn systme dirrigation en conduites sous pression est un rseauconstitu de conduites, raccords et autres dispositifs conus et installs pouracheminer l'eau sous pression de la source jusqu la superficie irriguer.Les diffrences fondamentales entre lirrigation traditionnelle de surfaceet les techniques dirrigation sous pression sont: Le rgime dcoulement de leau: avec les mthodes traditionnellesdirrigation de surface, l'coulement doit tre important, alors quavecles systmes dirrigation en conduites sous pression, de trs faiblesdbits, mme de lordre de 1 m3/h, peuvent tre utiliss. Le parcours de lcoulement: avec les mthodes traditionnellesdirrigation de surface, leau dirrigation est transporte partir de lasource et distribue par gravit sur les champs par des canaux cielouvert qui suivent les courbes de niveau. Avec les systmesdirrigation par conduites sous pression, leau est transporte etdistribue dans des conduites fermes sous pression en suivant letrac le plus favorable (souvent le plus court), sans tenir compte de lapente ni de la topographie de la zone traverse. Les superficies irrigues simultanment: avec les mthodestraditionnelles dirrigation de surface, des volumes deau importantssont appliqus par unit de surface, alors quavec les systmesdirrigation par conduites sous pression, leau est distribue avec defaibles dbits sur de grandes surfaces. Lnergie extrieure (pression) requise: le fonctionnement desmthodes traditionnelles dirrigation de surface par gravit nencessite pas dnergie extrieure, alors que les systmes dirrigationpar conduites sous pression ncessitent une certaine pression (23bars), fournie par une unit de pompage ou un rservoirdalimentation situ une altitude suprieure.TRAME DU RSEAULes conduites qui transportent et distribuent leau dirrigation sur lesdiffrentes parcelles sont normalement enterres, ce qui les protge desactivits culturales et de la circulation routire. Les bornes de prise, quimergent la surface, sont localises en divers endroits selon la trame duPressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 2.146-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 2.1Pressurized Irrigation Techniques Chapitre 2 Techniques dirrigation en conduites sous pression 2.2rseau. Avec les mthodes dirrigation de surface, leau dirrigation peuttre livre directement aux canaux ciel ouvert qui alimentent les sillonsou les bassins.En micro-irrigation et dans les autres systmes globaux, par exemplelaspersion, les bornes sont connectes de plus petits adducteurs(conduites dalimentation) placs le long des limites de parcelles. Celles-cialimentent leur tour des conduites latrales poses perpendiculairementaux adducteurs, le long des rangs de cultures. Les conduites latrales sontmunies de distributeurs intervalles rguliers et rpartissent leaud'irrigation uniformment entre les plantes sous une pression donne.Il existe de nombreuses sortes de systmes dirrigation. Toutefois, unexamen rigoureux des divers rseaux, de leurs quipements et de leursprincipes de fonctionnement rvle une approche identique depuis laprocdure de planification jusqu leur application et de nombreux pointscommuns dans la plupart de leurs caractristiques et composantes. Dans tous les systmes par conduites sous pression, les principalescomposantes (figure 2.1) sont: louvrage de tte (unit de contrle de la charge); les conduites principales et secondaires; les bornes; les adducteurs (conduites dalimentation); les conduites latrales (tuyaux dirrigation) avec les distributeurs.Ouvrage de tte. Il comprend une ligne dalimentation (PVC rigide ouacier galvanis filet) installe horizontalement une hauteur minimale de 60cm au-dessus du sol. Il est quip dun purgeur dair, d'une valve de contrle,de deux prises (tuyaux depouce) pour la connection avec linjecteurFIGURE 2.1 - Schma dune trame de rseau.Ouvrage de tte Conduite principaleConduites secondairesBornesAdducteursConduites latralesDistributeurs46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 2.2dengrais liquide, d'une vanne de sectionnement entre les deux prises, d'uninjecteur dengrais et d'un filtre. Si un filtre gravier ou un sparateur sable(hydrocyclone) est ncessaire, il est install en tte de louvrage.Conduite principale. Cest la conduite de plus grand diamtre durseau, qui peut transporter le dbit du systme dans des conditionshydrauliques favorables de vitesse du courant et de pertes de charge. Lesconduites utilises sont gnralement enterres, assembles de manirepermanente pour le PVC rigide, le polythylne noir haute densit(PEHD), les tuyaux plats (type pompier), et les tubes en acier lgergalvanis avec raccord rapide, dans une gamme de diamtres de 63 160mm (26 pouces) selon la dimension de lexploitation. Conduites secondaires. Ce sont des conduites de plus petits diamtresqui se branchent sur la conduite principale et qui permettent de distribuerlcoulement vers les diverses parcelles. Elles sont du mme type que lesconduites principales.Bornes de prise. Elles sont branches sur les conduites principales ousecondaires et quipes dune vanne de sectionnement (23 pouces). Ellesfournissent une partie ou la totalit de lcoulement aux adducteurs(conduites dalimentation).Adducteurs (conduites dalimentation). Ce sont des conduites dun pluspetit diamtre que les conduites secondaires qui sont connectes auxbornes et poses, gnralement en surface, le long des limites de parcellepour alimenter les conduites latrales. Tous les types de matriaux conduites disponibles peuvent convenir pour ces adducteurs (PEHDhabituellement), de diamtre de 2 3 pouces.Conduites latrales (conduites dirrigation). Ce sont les conduites avecle plus petit diamtre du systme; elles sont couples aux adducteurs,perpendiculaires ceux-ci des emplacements fixes, poses le long deslignes de culture et quipes de distributeurs fixs intervalles courts etrguliers.Distributeurs. Un distributeur pour lirrigation est un dispositif de toutenature, de tout type et de toute dimension qui, branch sur une conduite,dbite leau sous pression de diverses manires: en projetant des jets deauen lair (asperseurs), en pulvrisant leau (mini-diffuseurs), en distribuantdes gouttes deau en continu (goutteurs) et en fournissant de petitscoulements (barboteurs, vannettes et ouvertures sur une conduite, tuyauxde petits diamtres, etc.).Toutes les composantes ci-dessus remplacent celles des mthodestraditionnelles dirrigation de surface, savoir la vanne principale, lescanaux principaux et secondaires, les prises sur canaux, les arroseurstertiaires et les sillons ou bassins, respectivement (figure 2.2).Pressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 2.346-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 2.3Pressurized Irrigation Techniques Chapitre 2 Techniques dirrigation en conduites sous pression 2.4CLASSIFICATION DES SYSTMES Les systmes dirrigation par conduites sous pression sont classs selonla pression requise pour leur fonctionnement, la mthode de distributionde leau la plante et le type dinstallation.Pression de fonctionnementLa pression de fonctionnement du systme est la pression hydrauliquemaximale requise pour le fonctionnement normal du systme, quicomprend: a) les pertes de charge dans le rseau de conduites depuislouvrage de tte jusqu lextrmit la plus lointaine du systme; b) lapression requise par les distributeurs; et c) la diffrence daltitude (en plusou en moins). On distingue trois classes de systmes: les systmes basse pression, dans lesquels la pression requise est de2 3,5 bars; les systmes moyenne pression, dans lesquels la pression requise estde 3,5 5 bars; les systmes haute pression, dans lesquels la pression requise estsuprieure 5 bars.Mthode de distribution de leauLa mthode de distribution de leau est la manire dont leau estdistribue aux plantes. On distingue:FIGURE 2.2 - Mthode dirrigation de surface amliore avec conduites.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 2.4 l'irrigation par aspersion (au-dessus des cultures): leau est rpartie surtoute la superficie sous la forme de gouttes de pluie. Il existe denombreuses variantes de laspersion en termes de dbit et de diamtredaspersion, de hauteur du jet au-dessus du sol (au-dessus des cultures,en dessous du feuillage), de type de mcanisme pour lasperseur, etc.; l'irrigation de surface (sillon, bassin, planche, etc.): leau est livreaux parcelles directement partir des conduites principales etsecondaires par les bornes. Elleest soit rpartie sur lensemble de lasuperficie, soit applique latralement; la micro-irrigation (irrigation localise) par goutteurs, mini-diffuseurs,barboteurs, micro-jets, etc.: leau est livre aux plantes sans trerpartie sur la totalit de la surface, mais applique faible dose surune surface limite autour des plantes.La mthode de distribution de leau et le type de distributeur sont lesprincipales caractristiques dun systme dirrigation sous pression. Dans biendes cas ces deux facteurs influencent les autres caractristiques (pression ettype dinstallation) et performances, tels les dbits et la dure dapplication.La capacit de dbit dun systme est le dbit hydraulique (en mtrescubes par heure ou litres par seconde) donn ou fix pour couvrir lesbesoins en eau dirrigation de la surface irrigable en priode de pointe. Elleest inversement proportionnelle la dure dapplication. Elle correspondhabituellement au dbit le plus petit possible en vue doptimiser lesdimensions des conduites et des autres quipements. La dure dapplicationest le temps requis pour lachvement dun cycle dirrigation.Type dinstallationOn distingue trois classes de systmes: les installations fixes, o toutes les composantes sont poses ouinstalles des emplacements fixes, permanents ou saisonniers; les installations semi-permanentes, o les conduites principales etsecondaires sont permanentes alors que les conduites latrales sontportables, manuellement ou mcaniquement; les installations portables, o toutes les composantes sont portables.LES TECHNIQUES D'IRRIGATION PAR CONDUITES SOUSPRESSION COMPARES AVEC LES MTHODESTRADITIONNELLES D'IRRIGATIONEfficience de lirrigation. Dans les rseaux de distribution par canaux ciel ouvert, les pertes deau peuvent atteindre 40 pour cent dans lescanaux non revtus et 25 pour cent dans les canaux revtus. Ces pertesPressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 2.546-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 2.5Pressurized Irrigation Techniques Chapitre 2 Techniques dirrigation en conduites sous pression 2.6sont dues aux infiltrations, aux plantes aquatiques et aux fuites dans lesvannes, dversoirs, etc. Dans les systmes dirrigation sous pression, cespertes n'existent pas. Durant lapplication de leau aux plantes les pertesdeau varient de 10 pour cent en micro-irrigation (figure 2.3) 30 pourcent en aspersion conventionnelle ainsi quen irrigation de surface (figure2.4). Par consquent, les pertes deau peuvent tre minimises et uneefficience dirrigation globale de 75 95 pour cent peut tre atteinte. Dansles canaux ciel ouvert, lefficience dirrigation varie de 45 60 pour centmaximum.Rentabilit conomique par unit de volume deau. Les systmes souspression prsentent des conditions beaucoup plus favorables demanipulation de leau dirrigation que ceux des canaux ciel ouvert. Il enrsulte un accroissement du rendement de 10 45 pour cent et uneamlioration de la qualit.Fonctionnement et entretien. La main-duvre requise pour lefonctionnement et lentretien des rseaux en conduites sous pressionvarieentre un dixime et un quart de celle ncessaire pour les canaux cielouvert. Nimporte qui peut aisment faire fonctionner un rseau souspression, alors que les canaux ouverts exigent une main-duvrespcialise. Dans les rseaux de canaux, des activits coteuses sontrequises pour viter les dommages dus aux racines, aux infiltrations travers les berges, la prolifration des algues, la sdimentation et lensablement, aux blocages des prises et vannes, etc. Dans les rseauxsous pression, il n'est pas ncessaire d'entretenir ni de rparer lesstructures. Les composants de base des rseaux de conduites sous pressionne demandent quun entretien minimal durant les premires sept annes.Le cot annuel de lentretien dun tel rseau reprsente environ 5 pourcent de linvestissement initial.Cot. Lutilisation de conduites et raccords thermoplastiques enpolychlorure de vinyle non plastifi (uPVC rigide), polythylne hautedensit (PEHD), polythylne faible densit (PEFD) et polypropylne (PP),qui sont manufacturs dans presque tous les pays en plusieurs classes etdimensions, a rduit le cot des rseaux sous pression un niveaurelativement bas, alors que les rseaux de canaux ciel ouvert deviennentde plus en plus chers.Linvestissement initial en capital pour lapplication de ces techniquesvarie selon lamthode d'irrigation et le type dinstallation slectionns. Lecot des installations fixes pour les mthodes dirrigation localise est pluslev que celui des systmes daspersion manuellement semi-portables etdes rseaux en conduites sous pression pour les mthodes dirrigation desurface. Les cots, en Europe, de divers rseaux dirrigation par conduitessous pression sont prsents dans le tableau 2.1 et les cots moyens en46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 2.6pourcentage des diverses composantes dun systme sous pression,calculs sur la base dune petite exploitation (environ 1 ha), sont donnsdans le tableau 2.2. Une analyse dtaille du cot de distribution de leaupour tous les types de systmes sous pression a montr que les conduites(y compris les conduites latrales) reprsentent environ 50 pour cent ducot total du systme.La complexit de la conception et la multiplicit dquipementscoteux ne sont quapparentes. La technologie des systmes dirrigationsous pression est simple et souple, et le rendement du capital investi estfavorable. Il faut s'attendre des difficults mcaniques au dmarrage delinstallation. Par la suite, les exploitants se familiarisent avec lescaractristiques et composantes du systme et l'exploitent au mieux.Lapplication des techniques dirrigation par conduites sous pressionentrane une modification fondamentale des pratiques de gestion delirrigation au niveau de lexploitation.Pressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 2.7FIGURE 2.3 - Techniques modernes dirrigation.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 2.7Pressurized Irrigation TechniquesChapitre 2 Techniques dirrigation en conduites sous pression2.8FIGURE 2.4 - Techniques dirrigation par aspersion.TABLEAU 2.1 - Cots comparatifs des systmes dirrigation par conduites sous pressionIrrigation de surface par Irrigation par aspersion Micro-irrigation conduites sous pression conventionnelle semi- installation fixeportable manuellementSurface (ha) 1 12 23 1 12 23 1 12 23Cot installation ($EU/ha) 1 700 1 600 1 400 2 800 2 700 2 100 3 950 3 300 3 000Cot annuel dentretien($EU/ha) 85 80 70 140 135 105 200 165 150Note: Prix moyens 1997 en Europe.TABLEAU 2.2 - Dtail des cots des systmes dirrigation par conduites sous pressionComposantes Installation sophistique Installation simpleOuvrage de tte >23% 13%Conduites (principales, secondaires, adducteurs) 10% 21%Raccords et autres accessoires 22% 24%Conduites latrales et distributeurs 45% 42%46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 2.8CHAPITRE 3:Equipement dirrigation ettechniques de raccordementINTRODUCTIONLes systmes dirrigation comprennent diverses sortes de conduites,raccords de conduites, valves et autres quipements selon le type desystme et dinstallation. La plupart des installations ont des structuresidentiques, ce qui permet de couvrir les besoins de toute une rgion avecune gamme relativement rduite dquipements.Les diffrents quipements dirrigation sont: les conduites; les raccords de conduites; les dispositifs de contrle de lcoulement; les filtres; le matriel dinjection pour l'irrigation fertilisante; les distributeurs deau; les dispositifs dautomatisation; les instruments de mesure; les systmes dexhaure.Les principales caractristiques des quipements dirrigation sont: les matriaux, par exemple l'acier galvanis, le PVC rigide, etc.; les dimensions: par exemple le diamtre nominal (DN) de la normemtrique ISO en millimtres (16160 mm) et/ou de la norme defiletage BSP (Bristish Standard Pipe) en pouces ( 4 pouces); les types de raccords et joints, par exemple filetage, raccordsrapides, soudage par solvant, etc.; la pression de fonctionnement PN (pression nominale) ou PR (classede pression) en bars, par exemple 6 bars; les normes nationales ou/et internationales conformes, par exempleDIN, ISO, BS, ASTM.La pression de fonctionnement dune conduite ou dun raccord est lapression hydraulique interne maximale laquelle la conduite ou leraccord sera soumis de manire continue en utilisation ordinaire, avec lacertitude que la conduite ne connatra aucune dfaillance. On distingue lapression nominale (PN) et la classe de pression (PR).Pressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 3.146-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.1Pressurized Irrigation Techniques Chapitre 3 Equipement dirrigation et techniques de raccordement 3.2LES CONDUITESLes conduites constituent la composante fondamentale de tous lesrseaux dirrigation par conduites. De nombreuses catgories et types deconduites sont disponibles dans diverses classes de pression et diversesdimensions (diamtres). Les conduites utilises pour les systmesdirrigation au niveau de la parcelle sont principalement constitues dePVC rigide ou de polythylne (PE). Des tuyaux en acier lger raccordrapide et des tuyaux plats (type pompiers) sont utiliss dans une moindremesure. Les tuyaux en acier galvanis raccord filet sont peu employs.Toutes ces catgories de conduites sont dcrites ci-dessous.Les tuyaux en acier raccord filet. Les tuyaux en acier galvanis ont tlargement utiliss dans tous les pays pour toutes sortes de travauxhydrauliques. Dans le pass, ils taient utiliss comme conduites principaleset secondaires des rseaux fixes dirrigation en conduites sous pression. Enraison de leurs excellentes caractristiques, ils taient capables de rsister auxcontraintes, aux hautes pressions et de maintenir leur rsistance tout au longde leur dure de vie, linverse des tuyaux en plastique qui ont tendance sedformer graduellement avec le temps et les fluctuations de temprature.Actuellement, ils sont peu utiliss en irrigation en raison de leur cot.Cependant, ils sont utiles pour de courtes pices requises pour les prises tube de rallonge des bornes, les tubes de connection dans les ouvrages dette des rseaux et des applications similaires. Ils sont disponibles endiamtres nominaux (DN), habituellement dans des sries en pouces de,, 1, 1 , etc., qui correspondent plus ou moins leur diamtre intrieurrel et dans plusieurs classes de haute pression, en conformit avec diversesnormes et recommandations (ISO R-65, BS 1387, DIN 2440/41/42, ou avecles standards amricains, etc.). Livrs en longueurs de 6 m, ils sont assemblsdune manire permanente par des raccords visss (filets). Chaque tuyau estmuni dun embout interne filet. Les tuyaux souds en acier galvaniss parimmersion chaud ont une dure de vie moyenne de 15 20 ans s'ils sontposs lair libre et de 10 15 ans s'ils sont enterrs, selon les proprits dusol. Il existe une large gamme daccessoires et de raccords de connection destuyaux, fabriqus en fonte mallable galvanise (figure 3.1).FIGURE 3.1 - Raccord filet en acier (adaptateur mle).46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.2Les tuyaux en acier lger raccord rapide. Ces tuyaux sont fabriqus enroulant des bandes dacier lgres galvanises chaud sur les deux faces.Chaque tuyau est quip dun dispositif de couplage rapide levier manuelsoud une extrmit, alors qu lautre extrmit un raccord mle estquip dun joint tanche rsistant la pression. La longueur standard de cestuyaux est de 6 m et les pressions de service (PN) varient de 12 20 bars. Ilssont lgers transporter, faciles installer et enlever et utiliss commeconduites principales et secondaires, adducteurs et conduites latrales avecles asperseurs. Il existe une vaste gamme daccessoires et de raccords pourun mme type de raccord. Ils sont disponibles en plusieurs dimensions et endiamtres (DN) de 70, 76 et 89 mm, qui conviennent bien pour lestechniques dirrigation sous pression au niveau de lexploitation (figure 3.2).Les tuyaux en aluminium raccord rapide. Ces tuyaux sontprincipalement utiliss, toujours en surface, comme lignes latrales mobilesdans les systmes portables dirrigation par aspersion. Constitus dalliagedaluminium extrud ou soud, ils sont lgers (environ la moiti du poidsdes tuyaux en acier lger), relativement solides et durables. En conformitavec la norme ASAE S 263.2, ils sont fabriqus avec des diamtres nominauxexprims en pouces, correspondant des diamtres extrieurs de 2, 3, 4, 5et 6 pouces (51, 76, 102, 127, et 159 mm). La pression de service minimaleest de 7 bars. En accord avec la norme ISO 11678, les mmes dimensionsen systme mtrique sont 50, 75, 100, et 125 mm, etc., avec des pressionsde service de 4, 10 et 16 bars. Ils sont livrs en longueurs standard de 6, 9 et12 m, quips de raccords rapides en aluminium. Ils sont soit dtachablesgrce des colliers et anneaux mobiles, soit fixs en permanence sur lestuyaux. Avec lutilisation de joints en caoutchouc en forme de U, lesraccords deviennent automatiquement tanches lors de la mise souspression, et permettent la vidange des tuyaux lorsque la pression sabaisse endessous de 1 bar. Il existe plusieurs types de raccords rapides qui permettentau fermier daccoupler et dcoupler les raccords nimporte o sur la ligne.Le plus couramment utilis est le systme loquet (simple ou double) avecune prise filete dede pouce ou dun pouce pour brancher une allongedasperseur ou un tuyau de rallonge (figure 3.3). Le raccord rapide permetPressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 3.3FIGURE 3.2 - Tuyaux et raccords en acier lger galvanis raccord rapide.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.3Pressurized Irrigation Techniques Chapitre 3 Equipement dirrigation et techniques de raccordement 3.4une grande flexibilit pour les tuyaux daluminium poss en terrainaccident. La dure de vie de ces tuyaux est de 15 ans, condition d'tremanipuls avec soin. En plus de leur utilisation comme conduites latralesd'aspersion, il est aussi possible d'employer les tuyaux lgers raccordsrapides, qu'ils soient en acier ou en aluminium, comme conduitesdadduction et de distribution. Dans les systmes de micro-irrigation, ils sontsouvent utiliss comme adducteurs. Ces tuyaux restent longtemps en bontat; on cite le cas dexploitants agricoles revendant avec profit ces tuyaux,mme aprs une utilisation intensive.Les tuyaux rigides en PVC. Extruds partir de polychlorure de vinylenon plastifi, ou uPVC, ces tuyaux sont idaux pour lirrigation, le transport froid de leau et les lignes de distribution principales et secondaires. Dansbien des cas, ils sont aussi utiliss comme adducteurs et conduites latrales.Trs lgers, ils sont faciles transporter et manipuler sur place. La seulecontrainte rside dans lobligation de les garder enterrs en permanencepour les soustraire aux trs basses ou hautes tempratures ambiantes, ainsiquaux radiations solaires. La vitesse maximum dcoulement ne doit pasexcder 1,5 m/s. Ils sont livrs en longueurs standard de 6 m et en plusieurssries et classes de pression de service, en conformit avec les normesnationales et internationales appliques en Europe, aux tats-Unis et ailleurs(ISO 161-1/2: 1996, ISO 3606, BS 5556, DIN 8062, ASTM D 2241,ANSI/ASAE S376.1, ANSI/ASTM D 1785).Ces normes, bien ququivalentes, varient pour les dimensions, c'est--dire les diamtres rels, les pressions de service (PN), les coefficients descurit, etc. Aux tats-Unis, les tuyaux thermoplastiques sontessentiellement classifis selon la dimension normalise SDR (obtenue endivisant le diamtre extrieur du tuyau par l'paisseur de sa paroi) ou par unnumro de srie (pour les plus hautes pressions). En Europe, la rsistance la pression hydrostatique (contrainte annulaire) du matriau PVC communFIGURE 3.3 - Tuyaux raccord rapide en aluminium.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.4est de 100 bars. Aux Etats-Unis, plusieurs compositions sont utilises avecdiffrentes contraintes, ce qui se traduit par la production dune grandevarit de tuyaux, tous mesurs en pouces. En conformit avec les normeseuropennes et ISO 161, les tuyaux rigides en PVC sont disponibles endiamtres nominaux (DN) qui reprsentent approximativement des diamtresextrieurs de 50, 63, 75, 90, 110, 125, 140, 160, 200 et 225 mm (figure3.4). Les pressions de service sont de 4, 6, 10, et 16 bars 24C. Pour destempratures suprieures, les pressions de service dcroissent enconsquence. Habituellement, les tuyaux de petits diamtres jusqu 50 mmet les tuyaux mesurs en pouces ont une extrmit lisse et un emboutprform lautre bout, pour accouplement par collage avec une colle solvant. Les tuyaux de plus grands diamtres sont munis dun embout embotement dun ct, alors que lautre extrmit est munie dun emboutprform rainur avec des parois paissies qui reoit un anneau dtanchiten caoutchouc, ce qui forme un joint mcanique intgral.Il existe une gamme complte de dispositifs de connection pour cestuyaux, certains en uPVC et dautres en fonte ductile. Les raccords enpolypropylne (PP) compression sont galement utilisables pour les tuyauxmesurant jusqu 110 mm. Tous les raccords et toutes les vannes des tuyauxen PVC enterrs doivent tre bloqus pour empcher la poussehydraulique de les dplacer longitudinalement pendant le fonctionnement.La dure de vie moyenne des tuyaux enterrs en uPVC est estime 50 ans.Les tuyaux rigides en PVC sont faits pour tre enterrs, ce qui lesprotge des diffrences de temprature et risques lis la circulationroutire et aux pratiques culturales. Le terrain de la tranche doit tre aussiuniforme que possible, ferme, aplani et dpourvu de grosses pierres etautres matriaux abrasifs. En cas de soubassement rocheux ou de couchetrs dure, le fond de la tranche doit tre rempli sur environ 10 cm avecun matriau de remplissage compact, sable ou terre granuleuse.L'paisseur minimale de couverture sera de 45 cm pour les tuyauxmesurant jusqu 50 mm, de 60 cm pour les diamtres jusqu 100 mm, etde 75 cm au-dessus de 100 mm. Lorsque des tuyaux en PVC rigide sontposs sous une route, lpaisseur de couverture ne sera pas infrieure 1m; dfaut, les tuyaux seront enfils dans un tube protecteur en acier.Pressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 3.5FIGURE 3.4 - Tuyaux en PVC rigide.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.5Les tuyaux en polythylne (PE). Les tuyaux flexibles en PE noir sontextruds partir de composants polythylnes contenant des stabilisants et2,5 pour cent de noir de carbone qui protge les tuyaux du vieillissement,de la lumire solaire et des variations de temprature. Les tuyaux en PEFD(rsine faible densit) sont aussi appels tuyaux en polythylne mou(PE25), tandis que les PEHD (rsine haute densit) sont des tuyaux enpolythylne dur (PE50) (les chiffres correspondent aux rsistances lapression hydrostatique du matriel. Ces tuyaux sont fabriqus en conformitavec divers standards mtriques et anglo-saxons en pouces (ISO 1612,DIN 8072/8074, etc.). Les deux sries se sont rvles efficaces dans lestechniques dirrigation en conduites sous pression et sont prdominantesdans les systmes de micro-irrigation. Toutes les conduites latrales avecdes micro-distributeurs sont des tuyaux de PEFD de 12 32 mm. Lestuyaux en PEHD de plus grands diamtres sont utiliss pour les lignesprincipales et secondaires et les adducteurs. Ils sont aussi frquemmentutiliss pour les conduites d'adduction deau. Les tuyaux en PEFD sontmoins affects par les hautes tempratures que les tuyaux en PEHD. Lestuyaux en PE sont fournis, munis de bouts unis, en rouleaux de 50 400 m,selon les diamtres. Poss en surface, ils ont une dure de vie de 12 15ans. Conformment aux normes europennes et internationales, ils sontdisponibles dans les gammes de diamtres et pressions suivantes:DN (diamtre extrieur) en millimtres:12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90 et 110;PN (pression de service) en bars:2.0, 4.0, 6.0, 10.0 et 16.0.Le raccordement des tuyaux en PE est simple. Une gamme complte deraccords en PP est disponible pour tous les diamtres et types de pressionde 2 10 bars. Pressurized Irrigation Techniques Chapitre 3 Equipement dirrigation et techniques de raccordement 3.6FIGURE 3.5 - Rouleau de tuyau en polythylne.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.6Les fabricants de tuyaux en PVC et PE recommandent que la vitessedcoulement maximale dans ces tuyaux ne dpasse pas 1,5 m/s. Sur cettebase, le tableau 3.1 indique les dbits dans les divers tuyaux plastiquesavec une vitesse de 1,7 m/s, qui doit tre considre comme la vitessemaximale admissible dans des conditions normales de service.Dimensionnement des tuyaux en PVC et PE. Les tuyaux en matriauxthermoplastiques (uPVC, PE, etc.) ont t beaucoup employs, cesdernires annes, pour l'adduction de leau, lapprovisionnement en eau etlirrigation. De nombreuses normes et spcifications nationales etinternationales ont t cres, et beaucoup dautres sont en cours deprparation pour ces tuyaux, qui respectent diffrentes recommandationset rgles concernant lpaisseur des parois des diffrents tuyaux par rapport la pression et la dure du service. Lpaisseur de la paroi des tuyaux sest calcule avec l'quation donne dans la norme ISO/R 161:o p est la classe de pression, d le diamtre extrieur du tuyau, et larsistance la pression hydrostatique, cest--dire la contrainte admissibledu matriau de la conduite pour le calcul de s. La valeur de s taitauparavant base sur la contrainte hydrostatique de dimensionnement, etcomportait galement un facteur de scurit. Durant de nombreusesannes, les fabricants ont propos des tuyaux en plastique conus pourdes matriaux ayant des valeurs standard (PVC 100, PEHD 50, et PEFD25).Les valeurs de la rsistance la pression hydrostatique(rsistance aufluage) donnes en kPa taient bases sur une contrainte de fluage de 50ans (dure de vie) avec un facteur de scurit de 2,5 et une pressioninterne de service maximale. Dans bien des cas, ces critres allaient au-del des conditions relles dinstallation et de fonctionnement. Depuis, denouveaux types de rsine sont apparus sur le march avec de meilleuresrsistances mcaniques, suprieures ce quexigent les normes actuelles.Les caractristiques des matriaux ont t mises jour, les facteurs descurit modifis et les spcifications des paisseurs de parois amendesPressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 3.7TABLEAU 3.1 - Dbits maximaux recommands dans les tuyaux en plastique sans prisesPVC rigide 6 barsDN mm 63 75 90 110 125 160(DIN 8062) dia. intr. (mm) 59,2 70,6 84,6 103,6 117,6 150,6m3/h 17 24 34 51 66 109PEHD 6 bars DN mm 50 63 75 90 110(DIN 8074) dia. intr. (mm) 44,2 55,8 66,4 79,8 97,4m3/h 9 15 21 30 45PEFD 4 bars DN mm 16 20 25 32(DIN 8072) dia. intr. (mm) 12,4 16,4 20,6 27,2m3/h 0,75 1,3 2,0 3,5V = 1,7 m/spdp s+= 246-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.7Pressurized Irrigation Techniques Chapitre 3 Equipement dirrigation et techniques de raccordement 3.8conformment la norme ISO 4065. La pression nominale de service (PN)nest plus la seule base de spcification des dimensions.En conformit avec la norme DIN 8062 (1988), les sries de tuyaux enpolychlorure de vinyle non plastifi (uPVC) sont toujours conformes auxstandards prcdents. Dans les nouvelles normes, les tuyaux en uPVC sontclasss selon les sries (S), la pression nominale (PN) et la dimensionnormalise SDR (SDR: rapport entre le diamtre extrieur moyen etl'paisseur minimale de sa paroi). Les dimensions des tuyaux (diamtreextrieur) nont pas t modifies. Il existe de nombreuses sries etchacune correspond une pression nominale et une dimensionnormalise (tableau 3.2). La norme ISO 4065 donne un numro de srieuniversel, qui correspond des sries spcifiques selon dautres standards(voir le tableau ci-dessous).Les dimensions des tuyaux indiques ci-dessus sont dfinies pour unedure de vie de 50 ans 20C la pression indique (PN). Les troisfacteurs sont interdpendants et varient en consquence, ce qui veut direqu'une temprature suprieure joueproportionnellement la fois sur ladure de vie et la pression de service; il en va de mme lorsque la pressionde service diffre de la valeur fixe. Des tableaux dinformation figurentdans les documents standard et/ou dans les catalogues des fournisseurs.En ce qui concerne les tuyaux dirrigation en polythylne (PE), lesfameux tuyaux en PEFD conformes la norme DIN 8072 sont encoreproduits, bien que de nouvelles rsines, et en particulier celles hautedensit (PEHD), soient maintenant disponibles avec de meilleures rsistancesmcaniques, plus leves que celles requises par les normes prcdentes. Act des matires courantes PE25 et PE50, il existe maintenant les classes PE32, PE 63, PE 80 et PE 100. Les chiffres correspondent la valeur pour ladsignation des tuyaux. Ainsi, pour une PN spcifique, les tuyaux diffrentTABLEAU 3.2 - Sries de tuyaux en uPVC Pression nominale PN en bars PN 4 PN 6 PN 8 PN 10 PN 12,5 PN 16Sries DIN 8062 2 3 4 5Sries ISO 4422 (S)** 25 16,7 12,5 10 8 6,25Ratio SDR 51 34,4 26 21 17 13,5Diamtre extrieur d (mm) paisseur de la paroi s en mm75 1,8 2,2 2,9 3,6 4,5 5,690 1,8 2,7 3,5 4,3 5,4 6,7110 2,2 3,2 3,4* 5,3 5,3* 8,2125 2,5 3,7 3,9* 6 6* 9,3160 3,2 4,7 4,9* 7,7 7,7* 11,9Remarques: * Jusquaux diamtres de 90 mm, c'est le facteur de scurit de 2,5 qui est utilis pour la dsignation destuyaux selon les normes ISO et DIN. Pour des diamtres suprieurs 90 mm en ISO, le facteur de scurit est de 2. Pourles tuyaux PN10 et PN16, lpaisseur des parois en ISO est infrieure celle en DIN pour les dimensions < 90 mm.** Il existe des sries supplmentaires sous ISO 4422 (S20-SDR41-PN5), (S16-SDR33-PN6,3), (S4-SDR9-PN25).46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.8en SDR et paisseur de paroi, selon la rsistance la pression hydrostatiquede la matire de base utilise. Il est donc maintenant possible deslectionner plus prcisment les tuyaux appropris pour une applicationdonne, bien que ce choix soit aussi devenu plus complexe (tableau 3.3).Les tuyaux plats. Les tuyaux plats sont employs en irrigation depuis denombreuses annes (figure 3.6). Ils constituent une alternative aux tuyauxen PVC rigide pour lutilisation en surface comme adducteurs principaux etsecondaires, pour le goutte--goutte ou pour les autres systmes de micro-irrigation basse pression. Ce tuyau est constitu de PVC mou renforcavec une trame tisse en polyester. Les tuyaux plats sont souples, lgers etdisponibles en dimensions diverses (mm ou pouces) de 1 6 pouces etpour des pressions de service (PN) de 4 5,5 bars. Ils sont fabriqus sansembout et fournis en rouleaux de longueurs standard de 25, 50 et 100 m.Il nexiste pas de raccords spcifiques pour les tuyaux plats. Les tuyauxsont raccords en insrant de petits segments de tuyaux en PE, ou desraccords rapides mtalliques aux deux extrmits des tuyaux. De petitstuyaux en PE permettent de brancher les conduites latrales sur lesadducteurs en tuyaux plats; dans ce cas, des attaches en fil de fer sont fixespour maintenir le raccord. Cependant, plusieurs industriels spcialiss enmicro-irrigation ont conu et fabriqu des raccords spciaux pour connecterleurs lignes de goutte--goutte aux adducteurs en tuyaux plats.Pressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 3.9TABLEAU 3.3 - paisseurs des parois de tuyaux en PE (50, 63 et 80) pour des pressions PN 6 et PN 10PN 6 PN 10Rsistance la pression hydrostatique (en kPa)PE 50 PE 63 PE 80 PE 50 PE 63 PE 80Sries de tuyaux (S) en ISOS 8,3 S 10 S 5 S 6,3 S 8Rapport de dimension normalise (SDR)17,6 21 11 13,6 17Diamtre d en mm du tuyau paisseur de paroi du tuyau s en mm50 2,9 4,6 63 3,6 5,8 4,7 75 4,3 6,8 5,6 4,590 5,1 4,3 8,2 6,7 5,4110 6,3 5,3 10,0 8,1 6,6125 7,1 6,0 11,4 9,2 7,4Remarque: une mme PN avec diffrentes valeurs de contraintes hydrostatiques du matriau () correspondent diffrentescaratristiques (SDR, s, paisseur de paroi et poids).46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.9Pressurized Irrigation Techniques Chapitre 3 Equipement dirrigation et techniques de raccordement 3.10LES RACCORDS DE CONDUITESLa fonte ductile filete. Ces accessoires sont conus pour tre utilissavec des tuyaux filets en acier galvanis et comprennent une vaste gammede coudes, courbes, rducteurs, prises, ts, embouts et autres (figure 3.7). Ilsse caractrisent par leur duret et leur ductilit et constituent des jointssolides capables de rsister aux contractions et extensions des conduites,ainsi qu'aux autres contraintes. Ils sont fabriqus avec des joints croumles et femelles (filetages coniques) en conformit avec les normes BS 21,DIN 2999, ISO R 7 et les standards amricains dans les dimensionsnominales (diamtres intrieurs), comme pour les tuyaux en acier galvanis.Les dimensions, habituellement exprimes en pouces, peuvent treconverties en mm, cest--dire:pouce pour une DN de 15mm,poucepour 20mm, 1 pouce pour 25mm, 1 pouce pour 32mm, 2 pouces pour50mm, etc. En rgle gnrale ils sont conformes aux normes BS 143 et1256,DIN 2950, ISO R 49 pour des pressions de service minimales de 14 bars.Les raccords en polypropylne (PP). Les raccords (joints) enpolypropylne (PP) sont essentiellement utiliss pour les tuyaux de plastiqueen PE. On trouve dans tous les pays des gammes compltes de tous types,sortes, dimensions de raccords en PP.Il existe trois principaux types de raccords en PP avec plusieurs variantes: les raccords blocage, insrs dans le tuyau, avec un anneau deverrouillage fixant solidement laccessoire au tuyau, qui rsistent auxhautes pressions;FIGURE 3.6 - Un rouleau de tuyau plat.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.10 les raccords avec rainures dancrage, galement insrs dans le tuyau,mais disponibles dans des diamtres infrieurs 20 mm pour despressions maximales de 2 bars; les raccords de compression, disponibles pour tous les diamtres etpour de hautes pressions de 10 bars. Les raccords de compression sontaussi disponibles pour les tuyaux PVC rigide de plus grands diamtres.Ils se montent et dmontent facilement sans couper le tuyau. Ils sontplus coteux que les autres raccords, mais durent plus longtemps etpeuvent tre utiliss sur plusieurs systmes.Tous les raccords en PP peuvent aussi tre livrs avec lune ou les deuxextrmits filetes (figure 3.8).Les raccords en PVC. Les raccords en PVC pour conduites sontdisponibles dans le systme anglo-saxon (pouces) selon les mmes rglesPressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 3.11FIGURE 3.7 - Raccords filets pour les tuyaux en acier galvanis.FIGURE 3.8 - Raccords en polypropylne (PP).CoudeTRaccordT filet Coude filetAdaptateurT filet mle Collier de priseen charge46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.11que pour les tuyaux et raccords en mtal, et dans le systme mtrique (enmm) conformment aux normes de dimensionnement ISO et DIN. Ils sontfabriqus pour laccouplement par collage, filetage ou par jointoyagemcanique intgral (par pression) (figures 3.9 et 3.10).LES DISPOSITIFS DE CONTRLE DE LECOULEMENTPar dispositif de contrle, on entend tout dispositif install dans unsystme hydraulique visant assurer que le fluide atteigne la destinationdsire au moment voulu dans les quantits requises (la valeur du dbit) etavec la pression requise.Comme un tel dispositif doit assurer un fonctionnement satisfaisantdun systme hydraulique, la slection de son type, de sa dimension et deson emplacement est de la plus grande importance. Il faut donc, poureffectuer ce choix, bien connatre les diverses caractristiques du dispositifet comprendre intgralement son fonctionnement. Un entretien correct dudispositif est galement important afin dassurer des performancesadquates et sans panne du dispositif. Constitus de matriau mtalliquePressurized Irrigation Techniques Chapitre 3 Equipement dirrigation et techniques de raccordement 3.12FIGURE 3.9 - Raccord de conduite par collage.FIGURE 3.10 - Tuyau de PVC avec joint rainur manchonn (par pression)EmboutEmboutColle solvantExtrmit mleExtrmit femelleTuyau de PVC rigide assembl de manire permanente avec embout prformrainur avec des parois paissies et anneau dtanchit en caoutchouc pourformer un joint mcanique intgralMda ODsdit minLongueur standard 6 mtres1546-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.12ou de plastique renforc de haute technologie, les dispositifs courants decontrle de lcoulement utiliss dans les systmes dirrigation peuventrsister de hautes pressions (PN 10 16 bars) avec des raccords crousmunis de filetages internes ou externes permettant leur montage bout bout sur de longues sections.Il existe essentiellement trois catgories de dispositifs de contrle delcoulement: les dispositifs directionnels ou vannes, qui servent rgler directementlcoulement du fluide. Installs dans la conduite, ils servent mettreen route ou arrter lcoulement et fixer son dbit, sa pression et sadirection. Des exemples de tels dispositifs sont les vannes desectionnement, les vannes de contrle et les vannes de rglage; les dispositifs de mesure. Il ne suffit pas, pour assurer un rgimedcoulement appropri, de seulement rgler lcoulement. Il estgalement ncessaire de rassembler des informations prcises sur lesparamtres de lcoulement, afin de procder aux ajustements requis,pour atteindre les conditions dcoulement dsires. Les dbitmtreset compteurs volumtriques, ainsi que les manomtres, appartiennent ce groupe; les dispositifs auxiliaires. Ceux-ci nagissent pas directement surlcoulement du fluide, mais permettent au systme de fonctionnersans perturbation. Les purgeurs et les soupapes de scurit font partiede ce groupe.Pressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 3.13Dispositifs directionnelsou vannesDispositifs de mesure Dispositifs auxiliairesVannes desectionnementVannes de contrle(clapets anti-retour)Vannes de rglage**CompteursJaugesPurgeurs dairSoupapes de scurit Vannes boisseau sphrique Vannes papillon Robinets-vannes Vannes disque* (sphre, angle et obliqueou vanne en Y) Vannes radiales Vannes de contrle battant Vannes de contrle parallle Vannes disque* (sphre, angle et obliqueou vanne en Y) Vannes radiales Dbitmtres Compteurs volumtriques ManomtresTABLEAU 3.4 - Rsum des dispositifs de contrle de lcoulement* Lobturation dune vanne disque se fait soit par un piston soit par un diaphragme.** Les vannes de rglage rglent la pression, le dbit ou le niveau deau par une commande directeou pilote distance.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.13Pressurized Irrigation Techniques Chapitre 3 Equipement dirrigation et techniques de raccordement 3.14Les vannes de sectionnement. Ce sont les vannes commande manuelleles plus couramment utilises (figure 3.11). Habituellement installes entre lesextrmits de deux conduites, elles servent dmarrer ou arrterlcoulement du fluide dune conduite. Les vannes de sectionnement sontutilises uniquement dans deux situations extrmes: soit entirement ouvertes,elles laissent passer la totalit du dbit, soit totalement fermes, ellesempchent tout coulement. Les types les plus courants sont les robinets-vannes, les vannes boisseau sphrique et papillon, les vannes radiales etcelles disque. Dans les robinets-vannes, lcoulement se fait en ligne droitesans rsistance lorsquils sont entirement ouverts. Les robinets-vannes nesont pas recommands pour rgler ou trangler lcoulement puisqu'ilsdoivent tre entirement ouverts ou ferms. Grce leurs nombreuxavantages, les vannes boisseau sphrique sont largement utilises dans lespetits diamtres deto 2 pouces. Elles permettent un fonctionnement rapideouvert/ferm, ou ouverture au quart, et elles peuvent quilibrer ou tranglerlcoulement. Parmi les vannes disque, le modle le plus utilis dans lesrseaux dirrigation est le modle oblique (vanne en Y), idal pour rgler outrangler lcoulement. Toutes ces valves sont fabriques en laiton dans desdimensions de 4 pouces et sont du type crou avec filetages intrieurou extrieur, pour des pressions de service de 16 bars. Les vannes disqueoblique sont aussi fabriques en matriau plastique (PP).FIGURE 3.11 - Diverses vannes de sectionnement. De gauche droite: unrobinet-vanne, une vanne papillon et des vannes boisseau sphrique.FIGURE 3.12 - Coupe schmatique et photographie dune vanne de contrle.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.14Les vannes de contrle. Les vannes de contrle (ou clapets anti-retour)nassurent un coulement que dans une direction et empchent tout retourdcoulement dans le tuyau grce un mcanisme automatique de contrle(figure 3.12). Elles sont conues selon deux types de base: la vanne battant,qui peut tre installe dans des conduites aussi bien horizontales queverticales; et la vanne clapet relevable, destine uniquement aux conduiteshorizontales. Le courant de lcoulement maintient la vanne ouverte, et lagravit ou une inversion de lcoulement la ferme automatiquement. Lesvannes sont installes sur la conduite au niveau du dispositif de contrle dette, directement aprs la pompe. Les vannes battant sont utilises avec lesrobinets-vannes, les vannes clapet relevable avec les valves disque. Lesvannes de contrle sont faites de plusieurs matriaux mtalliques et de laiton,et sont munies de filetages (joints femelles), mesures en pouces de 4pouces, pour des pressions de service de 16 bars.Les vannes de rglage. Les vannes de rglage sont des dispositifsdirectionnels et semi-automatiques qui permettent de contrler la pression etle dbit dans un systme dalimentation en eau. Ces vannes fonctionnentsans aucune intervention de loprateur, mais leurs paramtres defonctionnement doivent tre prtablis manuellement ou par tlcontrle,conformment aux besoins du systme dapprovisionnement en eau.Il existe essentiellement trois catgories de vannes de rglage: les vannes de rduction de la pression aval; les vannes de maintien ou d'abaissement de la pression amont; les rgulateurs de dbit.Une vanne de rduction de pression tranglera lcoulement etmaintiendra ainsi la pression aval un niveau requis mais uniquement sila pression amont est suprieure au niveau prtabli. Par consquent,l'coulement nest contrl que par la pression aval (figure 3.13).Une vanne de maintien de la pression gardera la pression amont soit son niveau maximum autoris, en vacuant le dbit excdentaire, soit son niveau minimum requis en tranglant lcoulement. Par consquent, ilnest contrl que par le niveau de la pression amont.Les rgulateurs de dbit sont des vannes places en ligne quimaintiennent un dbit constant pr-determin, indpendamment desvariations de pression dans le systme.Tous les types de vannes de rglage fonctionnent selon le principe deltranglement de lcoulement, bas sur le principe de la relation inverseentre la section transversale dun orifice souple et la pression en ligne. Dansla plupart des cas, les vannes sont du type disque (sphrique, angulaire etoblique ou en Y) ou radial. Les vannes radiales sont souvent prfres auxvannes disque. Les robinets-vannes, les vannes boisseau sphrique, papillon et les autres types ne conviennent pas pour le rglage automatique.Pressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 3.1546-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.15Pressurized Irrigation Techniques Chapitre 3 Equipement dirrigation et techniques de raccordement 3.16Les vannes de rglage sont soit actionnes directement, soit pilotes distance. Les vannes de rglage de la pression sont souvent installes entte des adducteurs pour assurer une pression de fonctionnement constantedans les conduites latrales. Ces vannes sont en laiton, bronze ou plastiqueet existent dans des diamtres de 1 3 pouces avec des raccords filets.Les compteurs. Il faut distinguer les compteurs volumtriques descompteurs dbitmtriques. Les compteurs volumtriques mesurent etenregistrent les volumes deau sans intgrer llment temporel. En lisant lesrsultats dun compteur volumtrique on obtient des informations sur levolume deau passant travers linstrument durant une priode, partir de ladernire lecture ou du compteur zro. Le type le plus couramment utilispour les eaux dirrigation est le modle Woltmann avec une hlice dans laxede lcoulement. La vitesse de leau active lhlice et le nombre de tours esttraduit en volume deau total qui saffiche grce une srie de rouesrductrices. Il existe divers modles de ces compteurs, fabriqus avec uncorps en fonte, en units compactes ou avec un mcanisme intrieurinterchangeable. Les dimensions jusqu 2 pouces possdent des joints filets,alors que lesplus grandes dimensions ont des joints bride (figure 3.14).Les compteurs dbitmtriques mesurent la vitesse dcoulement ou,moins souvent, la quantit dcoulement par unit de temps ou le dbit. Letype le plus courant est le rotamtre, dont le flotteur de forme particulirese dplace librement dans un tuyau; ainsi la vitesse de lcoulement estindique directement par un repre sur le flotteur.FIGURE 3.13 - Vanne de rduction de pression maintenant unepression aval constante, alors que la pression amont varie.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.16Les jauges de pression ou manomtres. La mesure de la pression auxpoints cls dun rseau est essentielle pour loprateur dun systmehydraulique. Le manomtre doit tre install dans un endroit facilementaccessible, afin de pouvoir tre lu aisment et maintenu en bon tat defonctionnement. Le modle le plus couramment utilis dans les systmesdalimentation en eau et les services de distribution est le manomtreBourdon, dans lequel llment principal est un tube mtallique lastique(figure 3.15). Avec laccroissement de la pression dans le tuyau, le tubeovale tend devenir circulaire, ce qui le fait se drouler lgrement.Les purgeurs dair. Ces purgeurs sont de grande importance car ilsprotgent le rseau de conduites contre les dommages provoqus par despoches dair emprisonnes dans le systme ou leur mise sous vide. S'ilssont mal slectionns ou placs, ils peuvent causer dimportantsproblmes de fonctionnement.Pressurized Irrigation Techniques Techniques dirrigation sous pression 3.17FIGURE 3.14 - Coupe transversale dun compteur volumtrique.FIGURE 3.15 - Manomtre de type BOURDON.46-Handbook_2007_fre:46-Handbook_2007_fre4-03-200814:58Pagina 3.17La prsence dair libre dans les installations hydrauliques peut causer degraves difficults au dmarrage d'un systme, ainsi que pendant lefonctionnement ou la vidange. Les purgeurs dair sont ncessaires pourvacuer ou admettre de lair dans les conduites. Ni leur fonctionnement,ni le dbit dair ne peuvent tre influencs par loprateur du systme oule fonctionnement de tout autre appareil (figure 3.16). Il existe troiscatgories principales de purgeurs dair: Les purgeurs simples automatiques qui permettent lvacuationautomatique continue des poches dair saccumulant aux points hautsdes conduites principales. Ces purgeurs simples sont de petitesdimensions avec des raccords filets de 1 pouce; de plus grandesdimensions ne sont pas ncessaires. Ils sont monts sur des tubes der