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BURKINA FASO FORMATION GOUTTE A GOUTTE – ETUDES – AMENAGEMENTS - APPLICATION

6 dimensionnement du projetx - ARID – AFRIQUE

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6 dimensionnement du projetxFORMATION GOUTTE A GOUTTE – ETUDES – AMENAGEMENTS - APPLICATION
AGENDA SECTION 1 introduction - comparaison des différents systèmes d’irrigation SECTION 2: les aspects techniques du goutte à goutte SECTION 3: différents types de goutteurs et critères de choix SECTION 4: Schéma d’installation et
2
SECTION 4: Schéma d’installation et description des équipements SECTION 5: calcul du besoin en eau des cultures SECTION 6: Le dimensionnement du projet SECTION 7: le questionnaire projet SECTION 8: irrigation, entretien et maintenance
DIMENSIONNEMENT DU PROJET
3 – LES ETAPES DU DIMENSIONNEMENT
3.1 – choix du goutteur, de l’implantation et calcul de la pluviométrie
3.2 – calcul du nombre d’opérations et du débit du projet
4 – QUELQUES REGLES D’INSTALLATION
3.2 – calcul du nombre d’opérations et du débit du projet
3.3 – calcul du réseau et dimensionnement
1) INTRODUCTION
ENONCER DES REGLES DE DIMENSIONNEMENT
PROPOSER DES SOLUTIONS ADAPTEES AUX DIFFERENTS TYPES DE CULTURE
2) NOTIONS DE BASES
LA SURFACE
LA SURFACE S’EXPRIME EN HA: 1 Ha = 10 000 m²
LE DEBIT
LE DEBIT S’EXPRIME EN M3/H: 1 M3/H = 1000 L/H = 0,2778 L/S
LA PRESSION
LA PLUVIOMETRIE
C’EST LA CAPACITE D’APPORT D’EAU DU SYSTEME D’IRRIGATION, ELLE S’EXPRIME EN MM/H ET DEPEND DU SYSTEME:
PL (mm/h) = Débit du goutteur (L/H) / (Espacement (m) * Ecartement (m))
LA PRESSION
LA PRESSION S’EXPRIME EN BARS ou en METRE DE COLONNE D’EAU: 1 BARS = 10 M
LA QUANTITE D’EAU
EN IRRIGATION, ELLE S’EXPRIME EN MM 1 mm = 1 L/m² = 10 m3/HA
1 m 1 m
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
La pluviométrie dépend du système d’irrigation et déterminera le débit horaire du système, son calcul nécessite donc le choix:
Q E x L
- Du nombre de lignes par rangée (n) q,n
L
E
L
Maraîchage 0.6 - 1 L/H 0.3-0.5
Grande culture 0.6 à 1.6 L/H 0.3-0.5
Arboriculture 1.6 L/H 0.4-0.8M
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
q,n
E
intégré / autorégulant /
Choix de l’espacement
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
Prendre en compte:
- La forme du bulbe dépend de la texture du sol:
- Dans les sols légers la distribution sera étroite et profonde .
Choix de l’espacement
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
profonde .
- en sols lourds, la distribution sera plus sphériques, élargie et moins profonde
- Sols lourds - 0.50 à 1.00 metre *
- Sols médium- 0.40 à 0.75 metre *
- Sols légers- 0.20 à 0.50 metre *
ECARTEMENTS
AD x ALFormule de calcul: I.R . = = (mm/hour)
Q = Débit du goutteur (l/h) N = Nombre de lignes par rangée AD = Espacement des goutteurs en m AL = Ecartement des rangées en m
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
4,4423.00.6042
1,612.51.0043
1,914.00.8064
2,626.01.0085
L
Dépend de la culture, des techniques culturales…..
Tomate, gombo, piment, melon, pastêque,
aubergine, choux…..
q x n E x L
Pl = = 1 x 1
0.4 x 1.5 = 1,66 mm/h
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
Implantation et nombre de rampes
Dépend de la culture, des techniques culturales…..
L1L2
q x n E x L
Pl = = 1 x 2
= 3,12 mm/h
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
L1L2
banquette
Implantation et nombre de rampes
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
Implantation et nombre de rampes
1,4
Pomme de terre
enterré)
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
maîs
enterré)
0,9
Dépend de la culture, des techniques culturales…..
Arboriculture: écartements < 6M : agrumes,
Pl = = 1,6 x 2
L > 4 M
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
E x L Pl = =
TRONC MINIMUM
Implantation et nombre de rampes
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
L
Papaye, banane
intensivité de la culture
Pl = = 1,6 x 1 0.5 x 2
= 1,6 mm/h
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
Implantation et nombre de rampes
Grands arbres tropicaux: mangue….
intensivité de la culture
Pl = = 1,6 x 2 0.5 x 8 = 0,8 mm/h
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
COMMENTAIRES SUR LE CHOIX GOUTTEUR RAPPORTE / INTEGRE EN ARBORICULTURE
Il est maintenant admis que le volume de sol requis pour l’irrigation des arbres est relativement faible, soit un minimu m de 30% du volume racinaire humidifié...
Aujourd’hui, il est nécessaire de comprendre que les débits 4 et 8 l/h utilisés au début de la révolution « goutte à goutte » ne
permettaient pas de travailler selon le principe de base du goutte à goutte selon lequel l’eau doit diffuser le plus possible par capillarité et non pas par gravité: diffusion latérale et non pas percolation.
Aucun type de sol ne peut accepter un tel débit et nous parlerons donc de débit inférieur à 2 l/h lorsque l’on veut travailler en
goutte à goutte.
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
goutte à goutte.
L’introduction du bas-débit permet notamment d’optimiser la gestion des irrigations et de la fertilisation (efficience) et de diminuer significativement les coût/ha en particulier sur les grandes parcelles.
Malgré tout le débat persiste et les goutteurs 4 L/H ou 8 L/H sont encore utilisés en arboriculture sur des petites parcelles, lorsque les exigences de nutrigation ne sont pas essentielles, lorsque il y a doute sur la qualité de la filtration...
En goutteur intégré, il est possible de « boucher » les goutteurs lorsque l’arbre est jeune ou de faire de la culture intercalaire
COMME NTAIRES SUR LE CHOIX GOUTTEUR RAPPORTE / INTEGRE EN ARBORICULTURE
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
ETAPE 2: CALCUL DU NOMBRE D’OPERATIONS OPTIMALES ET DU DEBIT
La connaissance de la pluviométrie permet de calculer le débit d’installation
Cas d’une culture de tomate Goutteur 1 L/H*0,4 Écartement 1,5m
1 – calculer la pluviométrie
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
1 – calculer la pluviométrie
Pl = = 1,66 mm/h = ? M3/h/ha16,6
2 – Quel est le besoin d’eau maximum de la culture ? Quelle sera la durée d’irrigation ?
ET0 = 8 mm/jr Tous les jours, il faudra que je puisse apporter sur toute ma surface de culture une
quantité d’eau de 8 mm
ETAPE 2: CALCUL DU NOMBRE D’OPERATIONS OPTIMALES ET DU DEBIT
Cas d’une culture de tomate Goutteur 1 L/H*0,4 Écartement 1,5m
3 –Quelle sera la durée d’irrigation ?
Durée d’irrigation journalière de pointe = Kc *ET0
PL Dj =
Dj = 1,66
= ~ 5 heures En 5 heures, je peux satisfaire les besoins de
pointe = ce sera la durée maximale d’irrigation
4 – j’optimise le système d’irrigation
? Optimiser le système d’irrigation, c’est
optimiser le débit pour minimiser les coûts de pompage et des équipements (diamètre
des conduites….
Diviser la surface en nombre d’opérations
Diviser la surface en plusieurs opérations permet d’optimiser le système, améliorer l’efficacité, et di minuer le coût :
- diminution du débit de projet
CONSISTE A: 1
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 2: CALCUL DU NOMBRE D’OPERATIONS OPTIMALES ET DU DEBIT
- diminution du débit de projet - réduction du coût de filtration - réduction du coût des conduites
(optimisation des diamètres) .
1 2
ETAPE 2: CALCUL DU NOMBRE D’OPERATIONS OPTIMALES ET DU DEBIT
4 – j’optimise le système d’irrigation s=2ha
Q = 33,3 M3/H
Pluviométrie 16,6 M3/H/HA
D max. irrigation
Heure
Pluviométrie 16,6 M3/H/HA
D max. irrigation
Heure
Pluviométrie 16,6 M3/H/HA
D max. irrigation
Heure
ETAPE 2: CALCUL DU NOMBRE D’OPERATIONS OPTIMALES ET DU DEBIT
4 – j’optimise le système d’irrigation s=2ha
Q = 33,3 M3/H
A VOTRE AVIS QUELLE EST LA SITUATION LA PLUS ECONOMIQUE ?
QUELS SONT LES FACTEURS A PRENDRA EN COMPTE POUR OPTIMISER
L’INSTALLATION ?
- La disponibilité en eau (débit)
Disponibilité en eau (h)
20 3 6
EN DIMINUANT LES HEURES DE DISPONIBILITE EN EAU, JE DIMINUE LE NOMBRE DE SECTEURS POSSIBLES
6 PLUS JE POURRAI IRRIGUER LONGTEMPS, PLUS JE
ETAPE 2: CALCUL DU NOMBRE D’OPERATIONS OPTIMALES ET DU DEBIT
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
6
6
6
6
12
PLUS JE POURRAI IRRIGUER LONGTEMPS, PLUS JE POURRAI FAIRE DE SECTEURS, PLUS J’OPTIMISERAI
LE PROJET EN DIMINUANT LES DEBITS
Disponibilité en eau / jour (h)
Durée max. irrigation / jour (h) = Nombre de rotations ou secteurs
ETAPE 2: CALCUL DU NOMBRE D’OPERATIONS OPTIMALES ET DU DEBIT
4 – j’optimise le système d’irrigation
Pratiquement, comment je fais pour optimiser le système d’irrigation ?
1 – je calcul la durée maximale d’irrigation journalière…….
Dj = 8
1,66 = ~ 5 heures
2 – je définis le temps disponible pour l’irrigation……. Et je calcul combien je peux faire de cycles de 5 heures dans la journée…….
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
Et je calcul combien je peux faire de cycles de 5 heures dans la journée…….
Dj max 5 heures
Temps disponible 10 heures
Débit = 8,3 M3/H
ETAPE 2: CALCUL DU NOMBRE D’OPERATIONS OPTIMALES ET DU DEBIT
4 – j’optimise le système d’irrigation
3 – je m’assure que je dispose d’un débit suffisant…….
Q = 16,6 M3/H
Q = 16,6 M3/H
D = 5 h
1 La source en eau doit
me permettre de disposer d’un débit de 16,6 M3/H pendant 10
heures
2
ETAPE 3: CALCUL DU RESEAU ET DIMENSIONNEMENT FILTRATION / CONDUITES / STATION DE TETE
1 – choix et dimensionnement de la filtration pour le débit d’équipement
Pour un débit de 16 M3/H ?
2 filtres à disque 2’’ en parallèle
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
2 – choix et dimensionnement des conduites
Pour un débit de 16 M3/H ? DIAM EN MM(*) DIAM EN inch (‘) DEBIT MAX (M3/H) (**)
25 ¾ ‘’ 1,5
63 2’’ 9 – 14
90 3’’ 15 – 25
Rampe en D 63
Porte-rampe en D 50
ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 3: CALCUL DU RESEAU ET DIMENSIONNEMENT FILTRATION / CONDUITES / STATION DE TETE
2 – choix et dimensionnement des conduites
Comment optimiser mon porte-rampe ?
Diamètre = 63
Diamètre = 50
ETAPE 3: CALCUL DU RESEAU ET DIMENSIONNEMENT FILTRATION / CONDUITES / STATION DE TETE
3 – Longueur des lignes
Je respecte les données caractéristiques des goutteurs (pression mini, diamètre équivalent…)
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 3: CALCUL DU RESEAU ET DIMENSIONNEMENT FILTRATION / CONDUITES / STATION DE TETE
3 – Longueur des lignes
Je respecte les données caractéristiques des goutteurs (pression mini, diamètre équivalent…)
Head Loss Along Lateral Exemples:
1) Distance entre goutteurs: 0.3 M
Longueur Max: 67M
ea d
Lo ss
Longueur Max: 147M
1 – Les goutteurs sont toujours installés « tête en haut »
A votre avis pourquoi ? Le goutteur n’est pas en contact direct avec le sol…
2 – La position des lignes de goutteurs tient compte de la topographie
79 78 77 76 75 74 74 73 72
72
79
78
77
76
75
73
72
81
89 88 87 86 85 84 83 82 81 Pentes marquées irrégulières
Parcelle plane
UNE BONNE ETUDE NECESSITE UN CERTAIN NOMBRE DE DONNEES
Un plan coté faisant apparaître la ressource en eau (localisation), les dimensions de la parcelle, au mieux la topographie
Si il n’est pas possible d’avoir la topographie, essayer d’estimer les pentes
PENSER AU GPS….
La culture, son implantation…
La quantité d’eau disponible sur le site, et la nature de cette ressource en eau
La durée disponible pour l’irrigation
A PARTIR DE CES DONNEES, IL EST POSSIBLE DE FAIRE UNE PREMIERE APPROCHE DU TYPE DE SYSTEME A METTRE EN PLACE ET DE SON COUT
L’ETUDE DETAILLEE EST CONFIEE AU SPECIALISTE
5) CONCLUSION