Eau filtrée enrichie de fertilisants

Principe Faible dose, basse pression

Fréquence rapprochée, proximité des racines

ADI - Groupe ONA

Principe de la micro-irrigation

DESCRIPTION DU SYSTEME

Données de base de l’exploitation :• Caractéristiques pédoclimatiques,• Ressources en eau disponibles,• Cultures existantes et leur mode d’irrigation ,

Détermination des paramètres d’irrigation : • Assolement projeté,• Calcul des besoins en eau,• Choix des goutteurs,• Calcul du temps d’irrigation, • Nombre de poste et sectorisation,

Dimensionnement de l’installation :

• Calcul des rampes et des porte-rampes et leur variation de pression,

• Dimensionnement des conduites d’amenée et variation de leur pression

• Choix de matériel de filtration,

• Calcul de la station de pompage,

L’eau peut provenir soit d’un réseau collectif sous pression ou d’une installation individuelle alimentée à partir d’un

puits, forage, cours d’eau, canal ou bassin de stockage. Elle est caractérisée par :

Le débit et la pression ;

Le volume d’eau total disponible pour la saison ;

Le volume d’eau journalier disponible ;

Le temps d’utilisation possible pour le débit disponible ;

La qualité de l’eau.

Ressources en eau

  A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18

N°°rang                                    

Pluie (mm/an                                    

p0 (%)                                    

11000

N

nP

Guide de calculs des pluies efficaces

  J F M A M J J A S O N D  

Pluie moyenne mensuelle (mm)                         P moy an

Pluie mensuelle relative à l’année sèche (80 %) (mm)                         P 80

Pluie efficace (mm)                          

moyii P

PPP

moy

secsec

Pi moy : Pluie moyenne mensuelle pour le mois i

Pi sec  : Pluie mensuelle de l’année sèche pour le mois i

Pmoy  : Pluie moyenne annuellePsec  :Pluie annuelle à une probabilité de dépassement de 80 %

Pe= 0,6*Ptot -10 pour Ptot <70 mm

fbajmmET )/(0 13,8)(46,0(%) ctpf m

avec

p: pourcentage d'heure de lumière du jour par an pour la période considérée. Il est fonction de la latitude.(voir tableau 1)

tm: température journalière moyenne en °C.

a et b: Coefficients fonctions :

• de l'insolation relative: n / N =heures réelles d'insolation par jour / durée astronomique possible d'insolation), (voir tableau 2)

• de la vitesse du vent diurne v en m/s

• de l'humidité relative minimale (Hrmin).

Et0 peut être trouvée graphiquement (voir graphique 1)

Calcul de ETMéthode de Blaney-criddle

Latit. Janv Fév Mars Avr Mai Juin Juill Août Sept Oct Nov Déc50454035302520151050

0,190,200,220,230,240,240,250,260,260,270,27

0,230,230,240,250,250,260,260,260,270,270,27

0,270,270,270,270,270,270,270,270,270,270,27

0,310,300,300,290,290,290,280,280,280,280,27

0,340,340,320,310,310,300,290,290,290,280,27

0,360,350,340,320,320,310,300,290,290,280,27

0,350,340,330,320,310,310,300,290,290,280,27

0,320,320,310,300,300,290,290,280,280,280,27

0,280,280,280,280,280,280,280,280,280,280,28

0,240,240,250,250,260,260,260,270,270,270,27

0,200,210,220,230,240,250,250,260,260,270,27

0,180,200,210,220,230,240,250,250,260,270,27

Tableau 1 : Pourcentage journalier moyen (p) du nombre annuel d’heures diurnes pour différentes latitudes (HEMISPHERE NORD)

Tableau2 : Heures maxima, moyenne journalière de forte insolation N (h/j) (HEMISPHERE NORD)

Latit. Janv Fév Mars Avr Mai Juin Juill Août Sept Oct Nov Déc50°484644424035302520151050

8,58,89,19,39,49,610,110,410,711,011,311,611,812,1

10,110,210,410,510,610,711,011,111,311,511,611,811,912,1

11,811,811,911,911,911,911,912,012,012,012,012,012,012,1

13,813,613,513,413,413,313,112,912,712,612,512,312,212,1

15,415,214,914,714,614,414,013,613,313,112,812,612,312,1

16,316,015,715,415,215,014,514,013,713,313,012,712,412,1

15,915,615,415,214,914,714,313,913,513,212,912,612,312,1

14,514,314,214,013,913,713,513,213,012,812,612,412,312,1

12,712,612,612,612,912,512,412,412,312,312,212,112,112,1

10,810,910,911,011,111,211,311,511,611,711,811,812,012,1

9,19,39,59,79,810,010,310,610,911,211,411,611,912,1

8,18,38,78,99,19,39,810,210,610,911,211,511,812,1

HRmin < 20 % Basse

HRmin 20-50 % Moyenne

HRmin > 50 % Haute

Vitesse du vent: 1- Basse 0-2; 2- Moyenne 2-5; 3- Haute > 5(m/s)

Graphique 1: Détermination de ET0 par

Blaney-Criddle en fonction de

(Hrmin), l’insolation relative (n/N) et la

vitesse du vent diurne (V)

Système goutte à goutte :

• apport de l’eau de manière ponctuelle : gouttes,

• distributeurs : goutteurs,

• débit des goutteurs 1 à 12 l/h soussous une pression de 1 bar,

• en pratique 2 l/h pour le maraichage et 4 l/h pour les cultures pérennes,

• adapté à presque tout type de sol.

ADI - Groupe ONA

Les différents systèmes

Système micro-aspersif :

• mode d’irrigation intermédiaire entre le goutte à goutte et l’aspersion,

• ce sont des mini-asperseurs diffusant une pluie très fine,

• distributeurs : micro-asperseurs ou mini-diffuseurs,

• débit des micro-asperseurs : 20 à 60 l/h sous une pression de 1 bar,

• utilisé pour l’irrigation intensive des arbres, espaces verts, cultures fourragères.

• type de sol : sol grossier et sol argileux gonflant.

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Système bas-Rhône : :

• mode d’irrigation intermédiaire entre le goutte à goutte et le gravitaire,

• technologie inventée par la compagnie du bas-Rhône et Languedoc,

• distributeurs : ajutages calibrés,

• débit des ajutages 25 à 100 l/h sous une pression de 0,5 à 1 bar,

• utilisé pour l’irrigation des arbres ,

• chaque ajutage apporte de l’eau dans petits bassins ou des rigoles cloisonnées;

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Système gaines ou tube poreux :

• Rampes en plastique assurent à la fois le transport et la distribution par le même organe,

• Débit : 1 à 8 l/h/m sous une pression de 0,5 à 1 bar pour les gaines et 1 à 4 l/h/m pour les tubes poreux sous une pression de 0,2 à 0,3 bar.

• Utilisé pour l’irrigation des cultures en ligne (pomme de terre , laitue, fraisier….)

• Irrigation par bande humide,

• Les tubes poreux sont enterrés et les gaines sont posées sur sol.

Gaine Tube poreux

Les goutteurs sont caractérisés par le débit, le type de fonctionnement hydraulique, le mode de fixation sur la rampe et la sensibilité aux variations de pression.

• Débit : 1 à 12l/h sous 1 bar

2 l/h pour les cultures maraîchères ou sous abri.4 l/h pour les cultures pérennes (arbres fruitiers, vigne).

• Type de fonctionnement :

à circuit long uniforme : capillaire, conique, cylindrique…. à circuit long non uniforme : labyrinthe, chicane….à circuit court : goutteur rapporté.

GoutteursGoutteurs

Distributeur à circuit long uniforme

Distributeur à circuit long non uniforme

Distributeur à circuit court

• Mode de fixation sur la rampe :Les goutteurs montés en dérivation,Les goutteurs en ligne,Les goutteurs intégrés

• Sensibilité aux variations de pressionLes goutteurs non autorégulant,Les goutteurs auto régulant,

Goutteurs en ligne

Goutteurs (suite)Goutteurs (suite)

Les micro asperseurs sont des petits asperseurs en plastique qui pulvérisent l’eau sous forme de tâche.

•Débit : 20 à 60 l/h sous 1 bar Utilisés essentiellement pour des applications d'irrigation  en couverture intégrale des cultures maraîchères et fourragères (luzerne).

•Type de fonctionnement

Ils sont constitués d’une base comportant un orifice calibré, au travers duquel l’eau passe sous forme de jet, et d’une tête formant déflecteur, sur laquelle le jet vient se briser.

•Mode de fixation sur la rampe Soit fixés directement sur la rampe, Soit reliés à celle-ci par un tube conducteur ou prolongateur.

Micro-asperseursMicro-asperseurs

Arrosage du bananier par microaspersion

Les ajutages sont constitués d’orifices calibrés de 1,2 à 2,1 mm de diamètre.

• Débit : 25 à 100 l/h sous 0,5 à 1,5 bar

En règle générale pour l’arrosage de cultures arboricoles, il est conseillé, de poser une rampe d’ajutage par ligne d’arbres.

• Type de fonctionnement Grâce à une bague brise jet, l’eau s’écoule sans pression sur le sol, mais ne peut

s’infiltrer ponctuellement. Ces distributeurs nécessitent des cuvettes ou des rigoles, à cause de leur grand débit.

• Mode de fixation sur la rampe Les ajutages sont constitués d’orifices calibrés fixés en dérivation sur la rampe à

intervalles réguliers (2,5 à 6,5m) et recouverts d’un manchon brise-jet.

Ajutages calibrésAjutages calibrés

Les gaines sont des tuyaux en plastique à goutteurs intégrés et offrent une meuilleure uniformité d’application.

Débit : 1 à 8 l/h/ml sous 0,5 à 1,5 bar

Type de fonctionnement Aplaties au repos, elles se gonflent sous l’effet de la pression. La dissipation de la

pression est assurée par des trous de faibles diamètres perforés à intervalles réguliers.

Type de gaines

• Gaines à cheminement long 

• Gaines perforées à double paroi 

• Gaines auto-régulantes .

Les tubes poreux sont des tuyaux de petits diamètres dont la paroi à structure poreuse laisse suinter l’eau tout le long du tuyau.

Débit : 1 à 4 l/h/ml sous 0,2 à 0,3 bar

Caractéristiques :

• généralement enterrés.

• débit variable : hétérogénéité des apports d’où une application limitée

Gaine et tube poreuxGaine et tube poreux

Exposant x Types de goutteursx = 0 goutteurs autorégulants parfaits

0,1 < x < 0,38 goutteurs autorégulants courants x = 0,4 goutteurs à vortex et minidiffiseurs

x = 0,5 ajutages - microaspersionx = 0,6 goutteurs à cheminement long tortuexx = 0,7 goutteurs autonettoyantsx = 0,8 gaines et goutteurs à cheminement court

0,8 < x < 1 gouteurs à cheminement long unifome

Différents exposants hydrauliques des goutteurs

diamètre de passage (mm) sensibilité au bouchage< 0,7 très sensibles

0,7 < d < 1,5 sensibles d > 1,5 peu sensibles

Critères de classification de la sensibilité des goutteurs au bouchage (Keller-1983)

Qualité goutteur; diffuseur et microaspersion rampes perforées et gainesexcellent CVf < 0,04 < 0,1moyenne 0,04 < CVf < 0,07 0,1 < CVf < 0,3médiocre 0,07 < CVf < 0,11 0,2 < CVf < 0,3

faible 0,11 < CVf < 0,15 0,3 < CVf < 0,4inacceptable CVf > 0,15 CVf > 0,4

Qualité technologique des goutteurs (Keller_1983)

KrKcETETMBn 0 TC (%) Kr selon1020 0,2430 0,3540 0,4750 0,5960 0,770 0,8280 0,9490 1100 1

Valeurs de Kr selon " Keller et Karmeli "

Kr: Coefficient de rationnement

TC Taux de couverture de sol (%)

pZeHpfHccpZeRUDp vv )(

* Arbres fruitiers à grand écartement (p= 25 à 35 %). Les valeurs maximales sont retenues en cas de climat aride et de sols légers* Cultures à écartement moyen : 2,5 * 2,5 m (p= 40 à 60 %)

* Cultures maraîchères : on prend p entre 70 et 90 % en fonction du climat et de type de sol.

e : degré d'extraction de l'eau du sol souvent pris égal à 33 %

p : pourcentage du sol effectivement humidifié

Particularités de l’irrigation localisée

Estimation : TC/0,85

S1

S2SdSa

Sr

rS

SPSPP 2211

Sr : écartement entre les rangs

S1 : petit écartement (entre les deux rampes d’un rang)qui doit être pris égal

à la valeur SL du tableau qui correspond à P= 100 %

S2 : grand écartement (S2 = Sr - S1)

P1 : est tiré du tableau 2 avec Sl = SL

P2 : est tiré du tableau 2 pour S2= SL

Deux rampes par rang

SLSdSaSr

Arbre

Distributeur

Une seule rampe par rang

Guide d'estimation de P (J.KELLER & D.KARMELLI)

(P=pourcentage de sol humidifié pour divers débits de distributeurs et divers espacements entre rampes et entre distributeurs -dans le cas d'une seule rampe, rectiligne, équipée de distributeurs

uniformément espacés)

Ecartement entre

rampesSL G M F G M F G M F G M F G M F

en m 0,2 0,5 0,9 0,3 0,7 1 0,6 1 1,3 1 1,3 1,7 1,3 1,6 2

0,8 38 88 100 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 1001 33 70 100 40 80 100 80 100 100 100 100 100 100 100 100

1,2 25 58 92 33 67 100 67 100 100 100 100 100 100 100 1001,5 20 47 73 26 53 80 53 80 100 80 100 100 100 100 1002 15 35 55 20 40 60 40 60 80 60 80 100 80 100 100

2,5 12 28 44 16 32 48 32 48 64 48 64 80 64 80 1003 10 23 37 13 26 40 26 40 53 40 53 67 53 67 80

3,5 9 20 31 11 23 34 23 34 46 34 46 57 46 57 684 8 18 28 10 20 30 20 30 40 30 40 50 40 50 60

4,5 7 16 24 9 18 26 18 26 36 26 36 44 36 44 535 6 14 22 8 16 24 16 24 32 24 32 40 32 40 486 5 12 18 7 14 20 14 20 27 20 27 34 27 34 40

Débit des distributeurs

Espacement recommandé des distributeurs sur la rampe, Sd

Pourcentage en sol humidifié P (%)

en m en sol de texture grossière (G), moyenne (M), fine (F)

< ou = de 1,5 l/h 2 l/h 4 l/h 8 l/h > ou = de 12 l/h

Les écartements entre lignes de rampes (SL) dépendent souvent des cultures :

• 4 à 5 m pour l'arboriculture

• Cultures maraîchères de plein champ en lignes jumelées 1,2 m

(tomates, pomme de terre, etc.)

• 2 m (pastèque, etc.)

• 0,6 à 1 m en cas de serre

• 2 à 3 m pour la vigne

L'écartement entre distributeurs sur la rampe (Sd) est fonction du type de

sol et de la nature de culture, de l'adaptation à la plantation et du débit des

distributeurs.

HUMIDICATION DES SOLS EN GOUTTE A GOUTTE

3/1

)/()(max

)(6,72

finalevinitialevhlcm HH

htqd• Diamètre maximal du bulbe (d)

· Ecartement optimal entre goutteurs (Eg)

Goutteurs de surface

Microjets-diffuseurs et microasperseurs imumportéeoptimalEg max667,0)(

g : Coefficient de capillarité du modèle de Gardner= 9,3 m-1

)/(

)/(

2)/(

)/( 13,1)(24

23

hmm

hl

gghm

hm

K

qoptimalEg

K

q

Eg minimal

Eg maximal

1 2 4 8 12 16

sol sableuxEmin Emax

5,24 6,57

7,91 9,29

11,72 13,14

17,13 18,58

21,28 22,76

24,79 26,28

sablo-limoneuxEmin Emax

7,21 9,43

11,02 13,33

16,46 18,86

24,21 26,67

30,18 32,66

35,21 37,71

limono-sableuxEmin Emax

12,31 17,41

19,21 24,62

29,18 34,82

43,43 49,25

54,41 60,32

63,69 69,65

limono-argilo-sableuxEmin Emax

22,12 33,14

35,06 46,86

53,89 66,27

80,89 93,72

101,74 114,78

119,37 132,54

limoneuxEmin Emax

20,93 34,86

34,10 49,29

53,54 69,71

81,69 98,59

103,50 120,75

121,97 139,42

limoneux finsEmin Emax

33,45 61,65

55,86 87,18

89,51 123,29

138,72 174,36

177,03 213,55

209,53 246,59

limonoeux vaseuxEmin Emax

53,68 85,18

86,39 120,46

134,33 170,35

203,42 240,92

256,87 295,06

302,08 340,71

limoneux argileuxEmin Emax

25,45 59,81

44,74 84,58

75,14 119,61

121,03 169,16

157,33 207,17

188,32 239,22

limono argileux finsEmin Emax

82,31 152,37

137,58 215,48

220,68 304,74

342,22 430,97

436,90 527,82

517,21 609,48

argilo-sableuxEmin Emax

70,45 99,88

110,05 141,25

167,22 199,76

248,94 282,50

311,93 345,99

365,14 399,52

argileuux finsEmin Emax

241,52 399,52

392,83 565,00

616,01 799,03

938,79 1130,0

1188,9 1384,0

1400,6 1598,1

argileuxEmin Emax

197,16 313,41

317,46 443,22

493,79 626,81

747,97 886,45

944,62 1085,7

1111,0 1253,6

Type de solsDébit du goutteur (l/h)

Ecartements maximum et minimum pour les goutteurs

Pw = 33 % pays humides à irrigation de complément33 %< Pw < 50 % vergers et vignobles50 % < Pw < 60 % cultures maraîcheres et cultures en ligne

Pw = 60 % bananePw = 100 % cultures annuelles très denses

Pw = 55 %régions humides - cultures très espacées - écartements entre rampes et goutteurs > 1,8 m

Pw = 40 %régions arides - cultures très espacées - écartements entre rampes et goutteurs > 1,8 m

Pw est déterminée dès que les écartements entre goutteurs et rampes sont fixées

•Fraction du sol à humidifier (Pw)

• Loi des pertes de charges :

Perte de charge dans une canalisation sans service d'extrémité

LD

QkLjJ

nm

m

2

•Formule de scoby 9,49,1 ***716,0 Qkj s

Q : Débit d'écoulement en l/h

Ø : Diamètre intérieur de la conduite enm m

Q : Débit d'écoulement en m3/s

Ø : Diamètre intérieur de la conduite en m

9,49,1 ***5,407 Qkj s

Coefficient ks de Scoby

Nature du tuyau KsAlliage Aluminium 0,4

Plastique 0,37Acier revêtu 0,42

871,4

852,19 1

10135,1

C

Qj

j : Perte de charge linéaire par unité de longueur en m/mQ : Débit d'écoulement en m3/h ;C : Coefficient de rugosité dépendant de la nature de la conduite

Ø : Diamètre intérieur de la conduite en mm ;L : Longueur de la conduite en m ;

871,4

852,11

67,10

C

Qj

Q : Débit d'écoulement en m3/s

Ø : Diamètre intérieur de la conduite en m

•Formule de Hazen Williams

Nature du tuyau CPVC 150PE 145

Acier revêtu 130-150Fonte revêtue 135-150

Aluminium 120Fonte encrassée 80-120

Coefficient C de HAZEN WILLIAMS

Nombre desorties

Hazen-williams Scoby Darcy-weisbach

123456789

10111213141516171819202224262830354050100

10,6390,5350,4860,4570,4350,4250,4150,4090,4020,3970,3940,3910,3870,3840,3820,3800,3790,3770,3760,3740,3720,3700,3690,3680,3650,3640,3610,356

10,6340,5280,4800,4510,4530,4190,4100,4020,3960,3920,3880,3840,3810,3790,3770,3750,3730,3720,3700,3680,3660,3640,3630,3620,3590,3570,3550,350

10,6250,5180,4690,4400,4210,4080,3980,3910,3850,3800,3760,3730,3700,3670,3650,3630,3610,3600,3590,3570,3550,3530,3510,3500,3470,3450,3430,338

Coefficients de réduction F à utiliser pour des rampes munies de n sorties

FLjJ

Perte de charge dans une canalisation assurant un service en route

LjFJ pr 57,2

1F si 10 < Ns 50 ; 67,2

1F si 50 < Ns 100 : Blasius

¨ Porte rampe télescopique

),(),(),( 22211 LDJLDJLDJJ

LQDLjJ 75,175,4478,0

LQDLjJ 75,175,4452,0

Cas de canalisations en polychlorure de vinyle (PVC)D : diamètre intérieur (mm)Q : débit de la rampe (l/h)

•Perte de charge dans une canalisation assurant un service en route (cas de porte rampes et de rampes)

¨ Rampe de diamètre uniforme:

•Perte de charge dans une canalisation sans service en route Formule de Blasius :

FLjJ LjJ 75,2

1ou

Cas de canalisations en polychlorure de vinyle (PVC)

75,2/1

75,275,4175,175,4

175,4

2

1 478,0

75,21

LDq

J

DDLL

• Régle de christiansen

qx

q

H

H

H, q, et x : respectivement la différence de pression entre les distributeurs favorisé et défavorisé, leur variation de débit, la pression nominale du distributeur choisi, son débit nominal et l'exposant du distributeur

Hetq

xHkq Equation caractéristique d’un arroseur

Règle de christiansen

DénivelléehpcH

La variation de débit au niveau de secteur arrosé simultanément par des arroseurs ne doit pas dépasser 10 % du débit nominal de l ’arroseur choisi. Donc la variation de charge admissible dans un secteur est déterminé par:

• Diamètres des rampes et portes rampes :

QD 92,0 Q (m3/s) D (m) V= 1,5 à 2 m/s

• Diamètres des canalisations secondaires et principales :

Tracé du réseau: Recommandations

• Les rangées des cultures et les rampes doivent ci-possible suivre les courbes de niveau, les porte-rampes sont à disposer suivant les lignes de plus grande pente

• En terrain plat, le point de raccordement du porte-rampes sur la conduite qui l'alimente doit être au milieu de celui-ci, pour que le débit soit réparti également de part et d'autre

• En terrain accidenté, la meilleure position est obtenue en jouant sur les diamètres et les longueurs des tronçons amont et aval, pour que les charges aux extrémités soient égales

• Multiplier par 2, 3 et même 4, le nombre de postes. Ceci entraînera un partage du débit sur plusieurs unités plus petites ou sous-postes en fonctionnement simultané, en permettant donc de réduire les diamètres des conduites Qmax porte rampes = 12 m3/h et de diminuer la différence d ’altitude à l ’intérieur de chacun de ces sous postes

• Comme les postes sont fixes, prendre en considération les spécificités de la culture à irriguer (les allées à prévoir pour la récolte, la circulation des machines et des personnes,. etc) et l ’emplacement du matériel (station de tête, vannes de postes)

2

4 3

1

Q

Q

Poste Poste

Poste Poste

Porte rampes

rampe

2

4

3

1

Q

Q

Poste

Poste

Poste

Poste Porte rampes

rampe

Q/2Q/2

Q/4

Q/4

Q/4

Q/4

Installation à débit fractionnéInstallation à débit non fractionné

Exemple de fractionnement du débit dans une installation d ’irrigation

Conduites PVC et PEConduites PVC et PE

PVC (polychlorure de vinyle) :• Pour les gros débits.Pour les gros débits.• Toujours enterrés.Toujours enterrés.• RigidesRigides• Jonctions collées, à pas de vis, à brides, à joint élastique ou combinées.Jonctions collées, à pas de vis, à brides, à joint élastique ou combinées.• Protection nécessaire sur passage d’engins lourds.Protection nécessaire sur passage d’engins lourds.• Moins cher que le polyéthylène > Moins cher que le polyéthylène > Ø 50• Garantie 20 ans.Garantie 20 ans.• De 2,5 à 25 Atm.De 2,5 à 25 Atm.

PE (polyéthylène) :• Matériau très léger et maniableMatériau très léger et maniable• Faible rugosité intérieure, perte de charge réduiteFaible rugosité intérieure, perte de charge réduite• Faible altération due aux engrais et autres substances chimiquesFaible altération due aux engrais et autres substances chimiques• Coût réduit pour les pressions et les débits employés en micro-irrigation.Coût réduit pour les pressions et les débits employés en micro-irrigation.• montage par des raccords de compression,montage par des raccords de compression,• Résistant aux intempéries.Résistant aux intempéries.• Pression 4 – 16 Atm.Pression 4 – 16 Atm.• Garantie selon densité 10,20 ou 50 ans.Garantie selon densité 10,20 ou 50 ans.

Diamètres les plus commercialisés de tuyaux plastiques

•Dimensionnement des rampes et porte rampes

• Etant donné les écartements des distributeurs qui sont plus petits comparés à ceux des rampes sur le porte rampes, les pertes de charge totales dans un poste sont à répartir avec une proportion de 55 % sur la rampe et de 45% sur le porte rampes

• Prévoir des régulateurs de pression sur le réseau pour éviter les variations de pression à l ’amont de chaque poste

Dint (mm) 13,6 17,2 22

Dext (mm) 16 20 25

PEBD PN4Dint (mm) 152,4 132,6 117,6 103,6 84,4 70,4 59 46,8

Dext (mm) 160 140 125 110 90 75 63 50

Qmax (m3/h) 98,5 74,5 58,6 45,5 30,2 21 14,8 9,3

PVC PN6

Dint (mm) 147,6 127,8 113 99,4 81,4 67,8 57 45,2

Dext (mm) 160 140 125 110 90 75 63 50

Qmax (m3/h) 92,55 69,38 54,24 41,97 28,15 19,53 13,80 8,68

PVC PN10

Dint (mm) 141 121,4 106,6 93,8 76,8 64 53,6 42,6

Dext (mm) 160 140 125 110 90 75 63 50

Qmax (m3/h) 84,45 62,61 48,27 37,38 25,06 17,40 12,20 7,71

PVC PN16

N.B: Qmax est donné à la vitesse de 1,5 m/s

LjLQDJ

75,2

1

75,2

478,0 75,175,4 Blasius :

Rampe télescopique :

),(),( 2211 LDJLDJJ ),(),(),( 21111 LDJLDJLDJ Sachant que

75,2/1

75,275,4175,175,4

175,4

2

2 478,0

75,21

LDq

J

DDL

Perte de charge en un point quelconque d’une canalisation assurant un service en route

75,275,2

11'11

L

x

J

Joùd

L

xLJ

J

JJJ xxL

x

M L0

x

L

Q

L (%)

HL

Ho

PePression en tête de rampe

 Perte de charge Jx

 Pression

effective

  Ligne piézométrique

Représentation graphique de la pression effective dans une rampe horizontale

Pe = H0 - Jx

10,4

0,23 H

Position du distributeur fonctionnant sous q et H

Variation de la pression dans la rampeVariation de la pression dans la rampe

Cas d’une rampe posée sur un sol horizontal

L (%)

HL

Ho

PePression en tête de rampe

Perte de charge Jx

Pression effective

Ligne piézométrique

Représentation graphique de la pression effective dans une rampe horizontale

Pe = H0 - Jx

10,4

0,23 J

Position du goutteur fonctionnant sous et

Pression effective dans une canalisation assurant un service en route

H0= H + 0,77 J déniv/2

HL= H- 0,23 J déniv/2= H0 – J déniv

75,2/1

75,175,4max 478,0

75,2

qD

JL

Cas d’une rampe posée sur un sol avec une pente favorable

L

HL

Ho

PePression en tête de rampe

Perte de charge Jx

Pression effective

Ligne piézométrique

Pe = H0 - Jx + dénivelée

Dénivelée

Cas d’une rampe posée sur un sol avec une pente défavorable

L

HL

Ho

PePression en tête de rampe

Perte de charge Jx

Pression effective

Ligne piézométrique

Pe = H0 - Jx - dénivelée

dénivelée

75,1/1

75,21

J

LILx

Exemple : Pressions effectives dans une rampe

On veut déterminer l’uniformité de la distribution et la courbe des pressions effectives en sol plat, en pente uniforme ou variée, dans le cas suivant :

• La rampe a 150 m de longueur.• Le distributeur disponible a un débit de 4 l/h, est à circuit long. Ses caractéristiques sont données comme suit : q = 0,644 H0,799 ; CVf= 4,1 %• Les tuyaux PE disponibles sur la marché local dont des diamètres intérieurs suivants : 8,8 – 12,4 – 15,2 -19 (voir abaques)• Les distributeurs sont espacés de 5 m.• Les pertes de charge singulières sont négligeables

En terrain plat

Nombre de distributeurs sur la rampe : 150 /5= 30Le débit de la rampe est de 30*4 = 120 l/hLa perte de charge dans la rampe est consignée dans le tableau suivant :

Diamètre choisi de manière à ne pas

dépasser la tolérance de débit de 10 %

2,40,4

0,160,04

0,3680,3680,3680,368

6,451,2

0,450,15

4,30,80,30,1

8,812,415,219

remarquesPDC avec service en route

(m)

FPDC sans service en route (m)

PDC unitaire (m/100m)

Diamètre intérieur

H0 = 10 m + 0,77J = 10,31 m HL= 10 m – 0,23 J = 9,91

75,2

0

75,2

00 111L

xJH

L

xLJHJHPe x

Compte tenu de la loi débit-pression, de la valeur de CV f=4,1 % et de la formule qui permet de calculer CU, on

trouve les valeurs suivantes :

qmin= 0,644*9,910,799 = 4,025 l/h

qm = 0,644*100,799 = 4,054 l/h

La courbe de distribution des pressions le long d’une rampe est déterminée à partir de la relation de pression effective. Le résultat des calculs figure dans le tableau qui suit :

q

qCvf

eCUr

min27,11100

%1,94054,4

025,4041,0

1

27,11100

CUr

10,3110,2810,2410,2110,1810,1410,1210,0910,0610,059,999,979,949,939,929,9159,91

04,5

10,515

19,525,530

34,540,545607590

105120135150

00,030,070,1

0,130,170,2

0,230,270,30,40,50,60,70,80,91

Pex (m)x (%)

La courbe de distribution des pressions que l'on obtient est la courbe P1 de la figure ci-contre.

En terrain en pente uniforme ou variée

2 cas à considérer : - une légère pente uniforme descendante de 0,2 % - une pente variée (montante puis descendante)

Les courbes de distribution des pressions sont respectivement les courbes P2 et P3. Elles ont été obtenues en soustrayant ou en additionnant à la courbe de la distribution des pressions en terrain plat une hauteur égale à la côte du terrain

Si l’on considère la courbe P2, il est évident que la répartition des pressions est plus uniforme que dans le cas de la courbe P1 ou de la courbe P3. Connaissant les pressions tout le long de la rampe, le débit de chaque distributeur peut facilement être calculué en se servant de la courbe débit-pression du distributeur considéré. On détermine ensuite qmin et qm . Dans le cas de la courbe P2 la valeur CU devient 95 %

Pour la courbe P3, on peut faire les mêmes calculs. On trouve que CU est juste égal à 90 %.

Courbes de distribution des pressions: en terrain plat (P1), en terrain de pente uniforme (P2), en terrain de pente variée (P3)

max

minmax

q

qqq

max

minmax

h

hhh

2minmax qq

qmoy

max

minmax

q

qqq

(1) (2) (3)

(4) En remplaçant qmax et qmin par leurs valeurs dans (2), on trouve:

q

qqq moy

2

11

1min

q

qqq moy

2

11

1min

xhkq Les pressions minimale et maximale (hmin) et (hmax) peuvent être trouvées par l ’équation :

moy

f

q

q

n

CVCU min27,11100

Types d’émetteurs Ecartement Topographie Pente CUuniforme < 2 % 90 – 95 %accidenté ou pente forte > 2 % 85 – 90 %uniforme > 2 % 85 – 90 %

accidenté ou pente forte < 2 % 80 – 90 %uniforme > 2 % 80 – 90 %accidenté ou pente forte < 2 % 70 – 85 %

Rampes perforées sur cultures pérennes ou semi pérennes

Tous

Goutteurs sur cultures pérennes ou cultures semi pérennes

> 4 m

< 4 m

Goutteurs sur cultures pérennes

moymoy h

hx

q

q 22,01min

moymoy h

hx

q

q 58,01max

Méthode de détermination des PDC en g à g

Méthode discrète par étape (nombre fini de sorties)

QNi

QN i+1Qi i -1

qq q

Q0

qiQi n

mi

D

Qkji

FH

N

i

D

QLki

D

Nq

NN

ekNi

D

qekJ

D

iqek

D

QekejJi

m

mN

n

mmN

n

m

m

mN

n

m

n

m

n

mi

i

01

1

11

Estimation du coefficient F

Walker et oron (1980)

Valiantzas (2002)

Holzapfel et al (1990)

35929,063837,0

8916,1

NF

33,06

1

2

12

NNF

2

5,0

6

1

2

1

1

1

N

m

NmF

Méthode analytique

QNdx

0 Qi L

xi

l

q

L

Qqs n

m

D

Qkj 0 n

mi

i D

Qkj

L

xLQxLqQ i

isi

)(

dxL

xjdx

L

xL

D

Qkdx

D

Qkdxjdj

m

iin

m

n

mi

ii

10

1

0

10

10

0

0 111

111

)(11

1mmmmx

ix L

x

m

H

L

x

m

LjL

L

x

m

j

L

xjJ

Caractéristiques du réseau d’irrigation

-Longueur rampe

-Débit de la rampe

-Écartement entre rampes

b2. Rampes

-Longueur de chaque porte rampe

-Nombre de porte rampes par secteur

-Nombre de rampes par porte rampe

-Débit du secteur

b3. Porte Rampes

1- vanne de prise sur le réseau collectif 7- réducteur de pression

2- vanne volumétrique 8- filtre à sable (gravier)

3- clapet anti-retour 9- entrée pour lavage à contre-courant

4- fertiliseur 10- sortie pour lavage à contre-courant

5- ventouse 11- filtre à tamis

6- manomètre

Installation de tête type

1

2

345

67 8

910

11

5

10

10

• En micro-irrigation, la propreté de l’eau est un élément essentiel pour le bon fonctionnement du réseau.

• En raison du faible diamètre de sortie des distributeurs, il est nécessaire d'utiliser une eau qui soit débarrassée de toutes ses impuretés, pour limiter les risques d'obstruction et conserver le débit nominal du distributeur.

• Le type de filtre utilisé dépend du type d’impuretés contenues dans l’eau et du degré de filtration requis pour les distributeurs.

• Les types de filtres existants sont :

- les hydrocyclones, les hydrocyclones,

- les filtres à sable ou à gravier, les filtres à sable ou à gravier,

- les filtres à tamis,les filtres à tamis,

- et les filtres à disques.et les filtres à disques.

ADI - Groupe ONA

Station de Filtration

Facteurs de bouchages

Contaminants physiques en suspension Contaminants chimiques précipitation Contaminants biologiques

Particules minérales

- sable

- limon

- argile

- résidus plastiques

- carbonates de calcium etmagnésium

- sulfates de calcium

- hydroxydes

- silicates et sulfures

- fertilisants

- fer-cuivre-zinc et manganèse

Algues- bactéries et champignons

Larves œufs

Verres

Filaments

Taille des particules à éliminer selon les grades des filtres

Type deproblème

Filtre à disque Filtre à tamis Filtre vortex(hydrocyclone)

Filtre à sable

Débit

< 22,7 m3/h

22,7 – 113,6 m3/h

> 113,6 m3/h

Oui

Non recommandé

Non recommandé

Recommandé

Recommandé

Recommandé

Oui

Recommandé

Recommandé

Recommandé

Recommandé

Recommandé

Particules

- grossières

- moyennes

- petites

Oui

Oui

Oui

Recommandé (2 filtres)

Recommandé

Non recommandé

Oui

Recommandé

Recommandé (2 filtres)

Recommandé

Recommandé

Recommandé

Concentration

Part. Minéraux

< 10 mg/l

10-100 mg/l

> 100 mg/l

Oui

Non recommandé

Non recommandé

Recommandé

Recommandé (2 filtres)

Recommandé (2 filtres)

Recommandé

Recommandé

Recommandé (2 filtres)

Recommandé

Recommandé

Recommandé (2 filtres)

Concentration

Part. organiques

< 10 mg/l

> 100 mg/l

Oui

Non recommandé

Oui

Non recommandé

Recommandé (2 filtres)

Non recommandé

Recommandé

Recommandé après filtrat.

* Filtre à sable :

Application  :

Soit à filtrer de l’eau de débit Q= 46,7 m3/h de concentration 75 ppm. Les goutteurs ont un orifice de 0,62 mm de diamètre.

Déterminer la taille de filtre à sable nécessaire ?

Solution :

La taille des particules à éliminer : d = 0,62/12 = 51,67 m . Les filtres de grades 8 et 11 ne peuvent les retenir.

Si d = 0,62/15 = 41,33 m. Le filtre de grade 20 convient pour cette finesse de filtration.

Par ailleurs d’après la concentration des particules dans l’eau, la vitesse de filtration linéaire qui convient sans risque de bourrage est comprise entre 13,89 et 16,67 l/s/m2. Donc la section de filtre à choisir doit être comprise entre :

46,7*103/(3600*16,67) = 0,778 m2 & 46,7*103/(3600*13,89) = 0,934 m2, où un diamètre entre 0,995 m & 1,091.

Comme le diamètre du filtre de type grade 20 est seulement de 550 mm, on prend alors 2 filtres de ce type à monter en parallèle.

Valeurs de la vitesse de Filtration (filtres à sable)

Concentration en ppm Vitesse de filtration en l/s/m2

0 – 10

10 – 100

100 - 1000

16,67 – 19,44

13,89 - 16,67

11,11 – 13,89

Caractéristiques des filtres à sable

N° du grade 8 11 16 20 30

Vitesse nominale

(l/s/m2)

14 – 20 14 – 20 14 – 20 14 – 20 14 – 20

Diamètre de la matière filtrante(mm)

1900 1000 825 550 340

Taille des particules àéliminer(m)

1/12ème

160

1/12ème

80

1/15ème

60

1/15ème

40

1/15ème

20

Matière filtrante Granite

concassé

Graniteconcassé

Sable

siliceux

Sable

siliceux

Sable

siliceux

Pertes de charge (kPa) 14 - 21 14 - 21 14 - 21 34 34

Chute par unité du temps(kPa/h)

0,2 1 2 8 15

Vitesse de lavage (l/s/m2) 14 - 17 14 - 17 14 - 17 7 - 10 7 - 10

* Filtre à tamis :

-la vitesse de filtration doit être comprise entre : 27 et 68 l/s/m2. on prend la moyenne de 48 l/s/m2

-la taille des mailles est prise égale au 1/10ème du diamètre du goutteur utilisé

Application  :

Considérons un système de goutte à goutte avec un débit d’écoulement de 45 m3/h et des goutteurs dont l’orifice est de 0,3 mm.

Trouver la finesse et la section du filtre à tamis ?

Solution :

La taille des mailles doit être de : 0,3/10 = 30 m

La surface de filtration doit être de : Q/Sf = 45/48l/s/m2 = 0,260 m2

Recommandations sur le nombre et le diamètre des cuves des filtres à sable en fonction du débit d’alimentation

0,7 cm/s < Vitesse de filtration < 1,7 cm/s

Relation entre le nombre de mesh et dimensionde maille pour un filtre à tamis

Vitesse de filtration < 1,7 cm/s

Finesse de filtration = 1/10 de diamètre de l ’orifice du distributeur

Nombre de mesh Dimension de maille

60 0,25 mm 80 0,18 mm100 0,15 mm115 0,12 mm150 0,10 mm170 0,09 mm200 0,075 mm250 0,063 mm

3.2400,9

2.1600,6

1.4400,4

Débit par m2 surface netteeffective de filtre en m3/h

Vitesse en m/s

Filtres à tamis (débit selon la vitesse)

Relation entre le nombre de mesh , la dimension de maille et la couleur des lamelles pour un filtre à disques Vitesse de filtration < 1,7 cm/s

Finesse de filtration = 1/10 de diamètre de l 'orifice du distributeur

Nombre de mesh Dimension de l’orifice de passage Couleur

18 0,8 mm blanc 40 0,4 mm Bleu 80 0,2 mm Jaune120 0,13 mm Rouge140 0,12 mm Noir200 0,08 mm Vert600 0,025 mm Gris

Pertes de charge 0,21 bars 0,23 - 0,27 bars 0,28 - 0,34 bars

ADI - Groupe ONA

Choix des filtres à sableChoix des filtres à sable

DimensionnementPour une bonne efficacité, la vitesse de passage de l’eau dans

la cuve doit être inferieure à 2.8 cm/s

Diamètre de raccord (Ф à l’entrée du filtre)

1.5 2 2 3

Débit (mз/h) 3 à 11 10 à 18 14 à 24 20 à 40

Ф de cuve (mm)

400 500 600 750

ADI - Groupe ONA

Choix des hydrocyclonesChoix des hydrocyclones

ADI - Groupe ONA

Choix des filtres à disquesChoix des filtres à disques

RÉGULATEUR DE PRESSIONRÉGULATEUR DE PRESSION

Régulent et contrôlent la pression

Evitent les surpressions dans le réseau

Intervalle de régulation : 0,2 et 8 kg/cm2

Important : placer un régulateur à l’entrée de chaque unité ou sous-unité d’irrigation

¨ Puissance hydraulique (Ph

¨ Puissance de la pompe (Pp):

¨ Puissance du moteur (Pm):

- Consommation des moteurs d'entraînement

Energie thermique :

Cs = 200g/ch/hC= Pm* Cs /0,736 (g/h)1 litre gasoil= 870 gr. D'où C=(l/h)pour T* nous avons C*T*Frais du gasoil : Prix unitaire*C*T*

Energie électrique :

C(kw/h) = Pm/1,36*1hFrais d'énergie : Ct * Prix dh/kw.h

367MTHQ

Ph

Q en (m3/h) et HMT en (m)

p

PhPa

hp : Rendement de la pompe

m

PaPgr

hm : Rendement du moteur

• Dimensionnement du groupe de pompage :

Mise en place des géo membranes dans un bassin de stockage

Lg

Lr

lglr1/1

H

Lg

lr

1,122 digueTalusLrLglrLrRevêtement

Lg

Slg Hlr 2lg

2

2

lg

2H

lrLrLgHlrLrVu

5,0lg LgRevanche RevancheVuVt

1,1VtVremblais

41,11/1 HTalus 5,11/1 TalusdigueTalus

H

VuS

Calcul du volume de bassin de stockage

Le volume utile de l’eau (Vu) à stocker étant déterminé, la longueur à gueule (Lg) et la profondeur de l ’eau dans le bassin étant fixées

HLgLr 2

Grandes cultures ECs ECe ECs ECe ECs ECeBlé 6 4 7,4 4,9 9,5 6,3Arachide 3,2 2,1 3,5 2,4 4,1 2,7Maîs 1,7 1,1 2,5 1,7 3,8 2,5Betterave sucrière 7 4,7 8,7 5,8 11 7,5MraîchageTomate 2,5 1,7 3,5 2,3 5 3,4Poivron 1,5 1 2,2 1,5 3,3 2,2Concombre 2,5 1,7 3,3 2,2 4,4 2,9pomme de terre 1,7 1,1 2,5 1,7 3,8 2,5Courgette 4,7 3,1 5,8 3,8 7,5 4,9Oignon 1,2 0,8 1,8 1,2 2,8 1,8Fourrage

Luzerne 2 1,3 3,4 2,2 5,4 3,6Raygras 5,6 3,7 6,9 4,6 8,9 5,9Bersim 1,5 1 3,2 2,2 5,9 3,9Arbres fruitiers

Palmier dattier 4 2,7 6,7 4,5 11 7,3Oranger 1,7 1,1 2,3 1,6 3,3 2,2Poirier 1,6 1,1 2,2 1,5 2,9 1,9Amandier 1,5 1 2 1,4 2,8 1,9

100% 90% 75%

Potentiel de production des cultures selon leur

tolérance à la salinité de l'eau (ECe) et celle de l'extrait saturé du sol (ECs), expripmées en

dS/m)

ECeECs

ECeL

5

Modèle de dossier technique

1. Note technique

2. Plans

3. Devis

4. Bulletins d’essais et catalogues

1- Données générales sur l’exploitation

- Propriétaire ou exploitant - Exploitation ( titre foncier, localisation, itinéraire,…), - Équipements existants ( qui ne feront pas objet de subvention tels que puits, équipement de pompage, abris etc,) et leurs caractéristiques, - Ressources en eau disponibles: puits, forages, barrage, oueds, seguia etc avec les débits disponibles et volumes d’eau autorisée ou alloués, - Caractéristiques des puits et forages : profondeur totale, profondeur d’eau avant pompage, profondeur hydrodynamique, débit d’exploitation,..

2. Une présentation du projet :

- objet - les composantes du projet,

3. Un mémoire technique des équipements préconisés dans le projet

I. Note technique:

4. Note de calcul:

- le calcul des besoins en eau mois par mois de l’ensemble des parcelles de l’exploitation, - le calcul du tableau du bilan besoins – ressources en eau intégrant l’ensemble des cultures de l’exploitation y compris celles non concernée par le projet, - un tableau des caractéristiques des secteurs d’irrigation, - un tableau de sectorisation( avec calcul des temps d’irrigation et des pluviométries), - la justification des bassins de stockage, - une note de calcul hydraulique de l’ensemble des équipements ( stations de pompages, stations de filtration, bassin d’accumulation, réseaux d’irrigation, conduites d’amenée…)

- un plan des équipements ( avec puits, forages, stations de tête, basins, réseau d’irrigation,….) à une échelle suffisante ( 1/2000 à 1/3500 ) avec: - une légende complète, - l’indication de la superficie à équiper, - l’indication des diamètres et longueurs des différents tronçons des conduites portes rampes, conduites d’amenées et connexions des puits ou forages ou bornes d’irrigation et bassins, - indication des cultures et leurs densités par poste d’irrigation,

- les plans des bassins de stockage de l’eau permettant le calcul de leurs capacités et leurs métrés,

- les plans des abris présentant un génie civil ou une charpente métallique importante,

- tous les plans utiles ( tels que les plans de disposition des équipements de fertigation et de filtration,… pour les projets consistants,….)

II. Plans:

Devis, factures pro forma ou déclarations sur l’honneur des composantes intégrées dans le projet:

Doivent y être précisés les prix unitaires, les prix TTC totaux, les unités et les quantités conformément au plan des équipements et à la note techniques. De même doivent y être indiqués les caractéristiques et les marques du matériel et équipements proposés.

III. Devis:

IV. Bulletins d ’essais et catalogues:

- les bulletins d’essais des distributeurs ( goutteurs, ajutages, microjets, ….) et

des tuyaux des rampes, portes rampes et des conduites d’amenée,

- catalogues de certains matériels tels que les goutteurs intégrés, les filtres, les

pompes, et le matériel de commande ( programmateurs,….)