LES MATERIELS D’IRRIGATION

BUT ET PRINCIPES DE L'IRRIGATION :

L'irrigation consiste à apporter de l'eau aux cultures afin de satisfaire le développement des plantes et d'augmenter les rendements.

Dose d'irrigation :

C'est la quantité d'eau apportée à la culture lors d'un arrosage. Elle s'exprime

en millimètres de hauteur d'eau (1 mm = 10 ml/ha).

Irrigation de surface :

L'irrigation de surface, également appelée irrigation gravitaire, apporte l'eau à la plante par ruissellement en utilisant la pente du terrain, ou par submersion

permanente dans le cas de cultures comme le riz. L'irrigation de surface comprend :

l'irrigation à la raie.

l'irrigation par planches ou par calants.

l'irrigation par bassin.

Irrigation par aspersion.

L'irrigation par aspersion est un système d'arrosage où l'eau est distribuée par des asperseurs sous forme de pluie artificielle à l'ensemble de la culture. Les asperseurs provoquent l'éclatement d'un jet d'eau sous pression et forment des gouttelettes.

Irrigation localisée :

Dans ce système, l'eau est apportée directement au voisinage des racines. Seule une partie du sol est effectivement humidifiée. L'IRRIGATION DE SURFACE :

Il existe différents types de matériels qui permettent de mécaniser l'irrigation de surface : les siphons, les gaines souples, les tubes à vannettes, le tuyau enterré, les dispositifs de transirrigation de surface et de transirrigation enterrés.

Les siphons :

A partir d'un canal on alimente les raies de culture par siphonnage à l'aide de tuyaux mobiles déplacés de poste en poste.

- L’irrigation de surface par siphon

La gaine souple :

Sur une manche souple posée sur le sol et servant au transport de l'eau, on fixe des manchettes de dérivation qui répartissent l'eau entre les différentes raies de culture.

- L’irrigation de surface par gaine souple

Le tube à vannettes :

La distribution de l'eau est réalisée à l'aide de tuyaux rigides en PVC équipés de vannettes coulissantes permettant de régler les débits au droit de chaque raie. C'est un système très utilisé.

- Tube à vanettes

Le tuyau enterré avec cannes :

Sur un tuyau en PVC rigide enterré, on fixe en face des rangées d'arbres, des tubes verticaux (les cannes) qui alimentent des raies ou des planches. Seules les sorties équipées de dispositifs qui permettent de régler ou d'orienter le débit, sont visibles sur la parcelle.

- L’irrigation de surface par tube enterré et cannes

Dispositif de transirrigation de surface :

Un tuyau rigide, posé en bordure de parcelle sur une butte inclinée selon une pente régulière, est percé d'orifices calibrés situés en face de chaque raie d'irrigation.

Un automatisme commande le déplacement d'un piston à l'intérieur du tube qui répartira la main d'eau sur l'ensemble de la parcelle.

- Dispositif de transirrigation placé en surface

Dispositif de transirrigation enterré :

Ce système correspond à une installation du type tuyau enterré avec cannes mais conçue comme un dispositif de transirrigation de surface. Les orifices sur les sorties sont percés selon une ligne de pente

qui remplace la butte inclinée d'un dispositif de transirrigation de surface.

Le piston qui se déplace à l'intérieur du tuyau enterré a le même rôle et es mêmes Caractéristiques que celui du dispositif de transirrigation de surface.

- Dispositif de transirrigation enterré

L'IRRIGATION PAR ASPRSION :

L'irrigation par aspersion est appliquée aux cultures selon divers schémas appelés « installations parcellaires » qui conduisent soit à une couverture partielle, soit à une couverture totale de la surface.

Installation parcellaire en couverture partielle :

Sur une canalisation d'alimentation principale sont branchées une ou plusieurs rampes d'arrosage portant les asperseurs. Lorsque la dose d'arrosage a été apportée, l'agriculteur déplace manuellement la rampe pour une nouvelle position.

L'utilisation de plusieurs rampes permet de réduire la main d’œuvre et la pénibilité du travail.

Ce type d'installation est de moins en moins utilisé.

Une amélioration est obtenue en utilisant des rampes souples qui alimentent un seul asperseur monté sur traîneau.

- Installation parcellaire d’irrigation en couverture partielle

Installations parcellaires de couverture totale :

Ces installations peuvent être organisées selon trois principes différents :

Le quadrillage total :

Les tuyaux de surface couvrent toute la superficie à arroser et seuls les asperseurs sont déplacés après application de la dose d'arrosage sur une surface déterminée.

- Installation parcellaire d’irrigation en quadrillage total

La couverture intégrale :

La parcelle est entièrement équipée. Les canalisations et les asperseurs restent en place durant toute la saison d'irrigation. Les interventions concernent uniquement l'ouverture et la fermeture des vannes d'alimentation.

- Installation parcellaire d’irrigation en couverture intégrale

La couverture intégrale automatique par canons :

Dans certaines installations, les asperseurs sont remplacés par des canons qui arrosent à poste fixe. Ces installations sont entièrement automatisées.

- La couverture intégrale automatique par canon

Conduites et raccordements :

Les canalisations de distribution alimentent les asperseurs et, le cas échéant, les supportent.

Elles sont enterrées ou placées sur le sol.

Fabriquées soit en métal (alliage d'aluminium), soit en plastique (polyéthylène ou PVC), leurs jonctions sont réalisées grâce à des « raccords rapides » permettant un montage et un démontage presque instantané, une bonne étanchéité en

fonctionnement et un certain déplacement angulaire. Les types de raccords existants sont très nombreux..

- Raccord métallique rapide

Les asperseurs :

Le rôle d'un asperseur est d'éclater un jet d'eau sous pression pour former les gouttelettes et de répartir l'eau à la surface du sol d'une façon aussi uniforme que possible, grâce à son mouvement de rotation.

Selon les modèles, le diamètre de la surface arrosée varie de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres.

On distingue les petits asperseurs à jets rotatifs, appelés « microasperseurs », et les asperseurs à bras oscillants, le plus fréquemment utilisés.

microasperseurs:

Petits asperseurs constitués d'une buse fixe dont le jet est divisé et animé en rotation par un cône rotatif. Le débit varie de 0, 1 5 à 0,6 ml/h pour une pression

de 1,5 à 3 bars et pour un diamètre de couverture pouvant atteindre 1 5 mètres.

- Micro-asperseur

asperseurs à bras oscillant :

Ces asperseurs sont constitués d'un corps principal monté sur pivot et portant une ou deux tuyères munies de buses calibrées. Un bras oscillant ou batteur, rappelé par un ressort, assure la rotation de l'appareil .

Il existe essentiellement trois catégories d'asperseurs à bras oscillants.

Les asperseurs à basse pression :

Ils sont utilisés pour les cultures délicates. Leur débit varie de 0,5 à 6 ml/h pour une pression de 0, 5 à 2,5 bars pour un diamètre mouillé de 1 2 à 1 5 mètres.

Les asperseurs à moyenne pression :

Ils sont les plus utilisés. Leur débit varie de 0,5 à une dizaine de M3 par

heure, leur pression de fonctionnement est de 3 à 5 bars et le diamètre de la surface mouillée de 1 5 à 30 mètres.

- Asperseur moyenne pression Les arroseurs à haute pression ou canons d'arrosage :

Ils sont surtout utilisés avec les machines d'arrosage. Leur débit varie de 30 à 80 m3/h. Le diamètre mouillé est compris entre 50 et 1 00 mètres et la pression de fonctionnement entre 5 et 8 bars.

- Canon d’arrosage Les enrouleurs :

Ils assurent sans intervention un arrosage en bande avec déplacement continu d'un canon d'arrosage fixé sur un support à roues et alimenté par un tuyau flexible en polyéthylène.

Ce tuyau s'enroule sur une bobine fixe ou montée sur tourelle mue par un moteur hydraulique (vérin ou turbine actionnés par l'eau) provoquant le déplacement du canon.

Au cours d'un arrosage, on règle la vitesse de déplacement du canon en fonction de la dose d'eau à apporter.

L'enrouleur est actuellement le matériel d’irrigation par aspersion le plus

utilisé.

- Enrouleur et chariot porte canon tracté par tuyau

Le système pivot ou pivot d'irrigation :

C'est un appareil automatique d'irrigation arrosant un cercle ou une portion de cercle.

Il est constitué de travées porte - arroseurs de longueur variable (35 à 64 m selon les constructeurs) et supportées par des pylônes appelés « tours ». Les tours se déplacent sur des roues entraînées par des moteurs électriques.

Une extrémité de la rampe est alimentée en eau par un tuyau vertical ou pivot, autour duquel elle tourne en arrosant.

L'articulation de la canalisation porte - asperseur au niveau de deux travées successives procure un certain débattement horizontal et vertical pour s'adapter aux vallonnements. Au niveau de cette articulation, se trouvent le mécanisme de commande des moteurs électriques des roues.

Le nombre des travées peut être égal à 13 ou à 14 et les surfaces arrosées à 100 ou à 150 hectares.

Auparavant ce type de matériel était réservé aux grands parcellaires. Actuellement l'apparition de modèles légers et déplaçables permet de l'adapter à des parcelles plus petites.

Les rampes frontales

Ces rampes sont de conception analogue aux précédentes mais le pivot central est remplacé par une centrale motrice qui se déplace lors de l'arrosage.

L'alimentation en eau est réalisée soit à partir d'une borne d'irrigation reliée à la centrale motrice par un flexible souple, soit à partir d'un canal d'alimentation.

Différents systèmes automatiques guident l'appareil lors de son déplacement.

L'IRRIGATION LOCALISÉE :

Appelée aussi micro - irrigation, c'est la plus récente des techniques d'irrigation.

Elle est caractérisée par l'apport direct de l'eau au voisinage de la culture, l'utilisation de faibles débits unitaires, de faibles doses et une fréquence d'apport élevée. L'eau apportée en surface par les distributeurs, humidifie un volume de sol plus ou moins important appelé bulbe.

- Schéma général d’une installation d’irrigation localisée

Les distributeurs :

Ce sont les éléments essentiels qui caractérisent les différents systèmes d'irrigation localisée.

Selon leur débit, leur principe de fonctionnement et la dimension de la surface mouillée, les distributeurs se répartissent en goutteurs, mini-diffuseurs, ajutages calibrés et gaines.

Les goutteurs :

Généralement fabriqués en plastique, ils comportent un cheminement plus oumoins long et plus ou moins sinueux au travers duquel l'eau circule avant de s'écouler sur le sol, ce qui permet d'obtenir un débit faible se situant entre 2 et 4

1/h .

La fixation des goutteurs sur la rampe est en ligne, en dérivation ou intégrée. Certains goutteurs appelés «  auto-régulants » sont conçus pour être peu sensibles aux variations de pression.

- Goutteur à chicanes intégré dans une conduite

Les mini-diffuseurs :

Il s'agit de petits asperseurs statiques, ne couvrant qu'une partie de la surface du sol au voisinage des cultures. Ils sont constitués par une base comportant un orifice calibré au travers duquel l'eau passe sous forme de jet et une tête formant déflecteur sur laquelle le jet est éclaté.

Leur débit varie selon les modèles de 20 1/h à 150 1/h. Ils sont principalement utilisés en arboriculture sur des sols filtrants.

Les ajutages calibrés :

Ce système est constitué par une canalisation en polyéthylène sur laquelle sont fixés à intervalles réguliers des ajutages calibrés en laiton. La canalisation est disposée au fond d'une rigole triangulaire peu profonde placée le long des rangées de plantations.

Les gaines :

Les gaines assurent un rôle de transport et de distribution de l'eau. C'est un matériel qui a une durée de vie assez limitée et qui est bien adapté aux cultures maraîchères.

LES ÉQUIPEMENTS D'ACCOMPAGNEMENT DE L'IRRIGATION :

L'irrigation nécessite, selon les cas, des groupes de pompage, des systèmes de filtration, des dispositifs de fertilisation et de traitement associés ainsi que des automatismes.

Groupe de pompage :

Une pompe a pour rôle de transmettre au liquide qui la traverse une énergie fournie par un moteur. Cette énergie doit permettre au réseau d'irrigation de fonctionner dans des conditions satisfaisantes.

L'entraînement des pompes est assuré soit par des moteurs électriques, soit par des moteurs thermiques ou par la prise de force des tracteurs. Selon les équipements, les Caractéristiques des groupes de pompage, ou motopompes, sont très diverses en débit et en pression. Les plus grosses installations de pompage sont équipéesde systèmes de sécurité et de régulation.

La filtration :

Dans le cas de l'irrigation gravitaire ou de l'irrigation par aspersion, un simple dégrillage (tamisage) de l'eau d'irrigation est généralement suffisant. Par contre, en irrigation localisée, une filtration fine est absolument nécessaire car la propreté de l'eau est un élément essentiel pour un fonctionnement correct du réseau .

Les filtres utilisés sont généralement des filtres à sable et des filtres à tamis

- le filtre à sable est constitué d'une cuve métallique étanche contenant du sable calibré qui arrête les éléments solides en suspension contenus dans l'eau qui la traverse.

- le filtre à tamis est constitué d'une enceinte étanche en métal ou en plastique qui contient une cartouche filtrante (toile tissée en inox ou en plastique). L'eau traverse la toile qui retient une partie des impuretés. La finesse de filtration généralement utilisée, est de 120 microns. C'est un élément obligatoire pour assurer la sécurité des installations d'irrigation localisée.

La fertilisation et les traitements associés à l'irrigation :

Des matériels spécifiques permettent d'introduire dans l'eau d'irrigation des substances chimiques destinées

- aux plantes : fertilisation et traitement (engrais, fongicides, oligo-éléments).

- au matériel d'irrigation : maintenance (acide, eau de Javel),

- à l'eau d'irrigation : modification de l'acidité.

Les principaux matériels utilisés sont les doseurs et les pompes doseuses

doseur :

Appareil constitué d'une cuve étanche dans laquelle est placé l'engrais qui est peu à peu entraîné avec l'eau d'irrigation.

pompe doseuse :

Ensemble composé d'un moteur hydraulique (animé par l'eau) ou électrique et d'une pompe à membrane ou à piston qui injecte l'engrais ou les produits chimiques dans l'eau d'irrigation. Ces matériels peuvent être automatisés et asservis à des mesures physiques (acidité et teneur en sel de l'eau d'irrigation).

Les automatismes :

L'automatisation des arrosages est possible grâce à l'utilisation de programmateurs et d'ordinateurs d'arrosage.

programmateur d'arrosage :

L'utilisation de programmateurs permet d'automatiser la mise en route et l'arrêt des installations d'irrigation, selon un programme établi par l'agriculteur, la fertilisation et son contrôle, le déclenchement du processus de nettoyage des différents filtres, et le contrôle du bon fonctionnement des installations.

ordinateur d'arrosage :

Les ordinateurs d'arrosage remplissent les mêmes fonctions que les programmateurs mais les quantités d'eau à apporter à la culture sont calculées automatiquement à partir de mesures climatiques (ensoleillement, température, vent ... ) ou de mesures d'humidité du sol.

Certains matériels récents déclenchent les arrosages à partir de l'enregistrement d'un stress hydrique directement sur le végétal ou de la mesure de la tension de l'eau dans le sol.