TP1 : Le système d’irrigation par aspersion (2h)

TP1 : Le système d’irrigation par aspersion (2h)

IUT de Biologie : option Environnement Page 1 / 10

Ce système est un système homothétique d’un système réel d’irrigation en eau de

parcelles dédiées à toutes cultures sauf les cultures nécessitant une alimentation en eau par

immersion comme celle du riz par exemple. Ce mode d’irrigation a pour avantage de réaliser

une importante économie d’eau qui tombe en pluie fine et qui s’infiltre en totalité dans la

terre ; il convient aussi à tous les terrains quelques soient leurs pentes et leurs perméabilités.

Cette activité vous permettra de développer les compétences suivantes :

- Identifier et caractériser les fonctions d’une chaine d’énergie.

- Définir et estimer l’efficacité d’une chaine d’énergie.

- De choisir les constituants réalisant les fonctions de distribution et de protection.

- De justifier le choix d’une pompe pour répondre à un cahier des charges fourni.

1 / Analyse de l’existant :

On vous donne le détail du circuit hydraulique, le schéma de principe et les circuits

électriques du système d’irrigation par aspersion.

Figure 1-Schéma de principe du circuit de puissance

MP1 MP2



Figure 2- Schéma de commande



1.1 / Identifiez les éléments QF10, QF1, KM2, RP1, MP1 et FU1 en vous aidant des

planches de symboles fournis dans votre cours.

1.2 / Tracez sur le schéma de principe du circuit de puissance le sens de transfert de

l’énergie électrique transitant du réseau vers le moteur à vitesse fixe.

Expliquez dans quelle position les éléments doivent être pour que cette énergie

transite ?

1.3 / On peut représenter les circuits de puissance sous une forme symbolique comme

le montre la figure ci-dessous :

Complétez cette figure en précisant le nom des composants réalisant les fonctions et

les types des énergies manquantes entre elles.

1.4 / Localisez sur le système réel les éléments désignés par MP1, QF10, QF2 et KM2

et relevez leurs références et leurs marques.

Alimenter Protéger Convertir Distribuer Transmettre

QF10 …………... …………... Liaison mécanique Réseau triphasé 380VAC, 50 Hz

Agir

Agir Protéger Convertir Distribuer Transmettre

…………... Variateur de fréquence A1

…………... …………...

Pression de 1 bar

Débit Qe (m3/s)

Pression > 1 bar

Débit Qs > Qe

Wélec



1.5 / On vous donne les courbes pression/débit de quelques électropompes Leroy

Somer :

Tracez sur le même graphique la courbe pression/débit de l’association des deux

pompes MVI 6.5T et MVI 6.7T en dérivation. Expliquez votre démarche.

Déduisez graphiquement les valeurs de pression minimales et débit maximales en

précisant les conditions d’obtention.



2 / Mise en œuvre et caractérisation de la chaine d’énergie de la pompe à vitesse fixe :

Pour bien comprendre le rôle de chacun des éléments de la chaine de l’énergie vous

devez visualiser et/ou mesurer les valeurs des grandeurs physiques caractéristiques en entrée

et en sortie.

2.1 / Mettez en route le système d’irrigation en respectant les étapes ci-dessous :

1- Déverrouiller l’arrêt d’urgence et le voyant blanc s’allume.

2- Positionner le potentiomètre « consigne de pression » sur la valeur 0

3- Positionner le commutateur sur la position O.

4- Appuyer sur marche, le voyant vert s’allume.

5- Positionner le commutateur sur la position 3 « marche forcée ». Dans ce cas il n’y a

pas de régulation de pression, seule la pompe fixe est alimentée par le réseau triphasé.

6- Actionner les électrovannes EV2 et EV3 en fermant les interrupteurs respectifs pour

imposer un débit de fonctionnement.

7- Couper les électrovannes et appuyer sur le bouton poussoir d’arrêt.

2.2 / On cherche à estimer l’efficacité ou le rendement de la chaine d’énergie de la

pompe fixe. Pour cela on a besoin de déterminer la puissance hydraulique et la puissance

électrique absorbée au réseau.

Appuyer sur l’arrêt d’urgence et installer en présence du professeur la pince multi

métrique en amont de QF10 afin de mesurer la puissance électrique absorbée par l’ensemble

du système (notice page 6).

Que peut-on dire de cette puissance si la pompe à vitesse variable est arrêtée et si on

néglige la puissance absorbée par le sous-système de commande et de contrôle ?



Figure 3-Notice d'utilisation de la pince F09 en wattmètre

2.3 / Lisez la documentation du multimètre présent sur la table et complétez le tableau

des tensions électriques du réseau ci-dessous :

Tension (V)

U12=……. U21=……. U31=……. U13=……. U23=……. U32=…….

Tension (V)

V1N=……. V2N=……. V3N=……. VN1=……. VN2=……. V3N=…….

Figure 4-Tableau de mesure des tensions du réseau

Les nombres 1, 2 et 3 représentent la codification des conducteurs de phase.

La lettre N désigne le conducteur neutre dont l’isolant est de couleur bleu.

Quelle est la relation mathématique entre V et U ?

2.4 / Mettez de nouveau le système en route avec le commutateur sur la même position

3 et complétez le tableau des mesures hydrauliques

Nombre d’asperseur

ouvert

0 1 2 3 4 5

Pression aval de

l’asperseur (bar)

Débit total dans

l’ensemble des

asperseur (m3/h)

Puissance électrique

de la pince F09 (W)

Rappel : La puissance hydraulique est le produit du débit et de la différence de pression en

sortie de la pompe en utilisant les unités du système international.



2.5 / Calculez le rendement global de la chaine d’énergie et tracez à l’aide d’un tableur

la courbe représentative du rendement en fonction du débit. Conclusions, quelle est la zone de

fonctionnement optimale ?

2.6 / Mesurez pour quatre asperseurs ouverts l’intensité électrique traversant chaque

conducteur du réseau.

La pompe peut elle être considérée comme un récepteur triphasé équilibré ? Justifiez

votre réponse.

3 / Dimensionnement d’une électropompe :

3.1 / On souhaite choisir le groupe de pompage permettant d’assurer un débit de 10

m3/h pour l’irrigation d’une parcelle de terrain. On estime que pour ce débit la pression en

amont des cinq asperseurs est égale à 7 bars absolu soit une différence de 6 bars par rapport à

la pression atmosphérique de 1 bar.



3.2 / Calculez avec la formule de Bernouilli la pression minimale que doit assurer

l’électropompe pour obtenir le débit d’eau désiré. Vous prendrez en considération les pertes

linéaires (mmCE par mètre linéaire de tuyau) dans le tableau ci-dessous :

Figure 5-Pertes de pression régulière

3.3 / Sélectionnez la référence de la pompe nécessaire.



3.4 / Comparer avec la méthode proposée par Leroy Somer.



Documents

TP1 : Le système d’irrigation par aspersion (2h)