6 dimensionnement du projetx - ARID – AFRIQUE

BURKINA FASO

FORMATION GOUTTE A GOUTTE – ETUDES – AMENAGEMENTS - APPLICATION

AGENDA SECTION 1 introduction - comparaisondes différents systèmes d’irrigationSECTION 2: les aspects techniques du goutte à goutteSECTION 3: différents types de goutteurs et critères de choixSECTION 4: Schéma d’installation et

2

SECTION 4: Schéma d’installation et description des équipementsSECTION 5: calcul du besoin en eau des culturesSECTION 6: Le dimensionnement du projetSECTION 7: le questionnaire projetSECTION 8: irrigation, entretien et maintenance

DIMENSIONNEMENT DU PROJET

1 – INTRODUCTION

2 – NOTIONS DE BASE

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

DECRIRE LES PRINCIPALES ETAPES DE L’ETUDE

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 MM1 mm = 1 L/m² = 10 m3/HA

1 m1 m

1 mm

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 goutteur (débit et espacement) (q; E)

- De l’implantation des rampes (écartement) (L)

- Du nombre de lignes par rangée (n)q,n

L

E

L

De la culture

Du sol

Choix du débit CULTURE q E

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

> 2.3 L/H 0.8-1.25

q,n



q,n

E

LRappel:

Voir chapitre 5 pour le choix

intégré / autorégulant /

diamètre

Choix de l’espacement



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



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

Q x n

AD x ALFormule de calcul: I.R . = = (mm/hour)

Q = Débit du goutteur (l/h)N = Nombre de lignes par rangéeAD = Espacement des goutteurs en mAL = Ecartement des rangées en m



pluviométrie(mm/h)

Nombre de lignes par

rangée

Ecartement des rangées

(m)

Espacement des goutteurs

(m)

Débit (litre/heure)

= 2*2 : (0,5*2) = 422.00.5021

4,4423.00.6042

1,612.51.0043

1,914.00.8064

2,626.01.0085

L

Implantation et nombre de rampes

Dépend de la culture, des techniques culturales…..

Tomate, gombo, piment, melon, pastêque,

aubergine, choux…..

L = 1,2 - 1,5 M

1 ligne de goutteurs par rangée de tomates

q x n E x L

Pl = =1 x 1

0.4 x 1.5= 1,66 mm/h



1 ligne de goutteurs par rangée de tomates



L1L2

Haricot vert, oignon, salade…..

L2 = 1-1,2 L1 = 0.3-0.6

1 ligne pour 2 à 3 rangées

q x n E x L

Pl = =1 x 2

0.4 x 1.6

L2 = 1

L1 = 0.6L = 1+0.6 = 1,6

= 3,12 mm/h



L1L2

banquette

E x L 0.4 x 1.6





1,4

Maîs, tournesol…..

1 ligne de goutteurs pour 2 rangées de culture

Pomme de terre

1 ligne de goutteurs par rangée (en surface ou

enterré)



maîs

enterré)

0,9



Arboriculture: écartements < 6M : agrumes,

citrus……

L < 4 M

1 ligne par rangée d’arbreq x n

Pl = =1,6 x 2

L2 = 4

L1 = 1L = 1+4 = 5

L > 4 M

2 lignes par rangée

= 1,28 mm/h



E x LPl = =

0.5 x 5

L2L1

LA LIGNE DE GOUTTEUR

DOIT ETRE A 40-80 cm DU

TRONC MINIMUM

ETAPES DE DIMENSIONNEMENT



L


Papaye, banane

L = 2 M

1 ligne de goutteurs par rangée ou plus selon

intensivité de la culture

q x n E x L

Pl = =1,6 x 1 0.5 x 2

= 1,6 mm/h




Grands arbres tropicaux: mangue….

L > 6 M

2 lignes de goutteurs par rangée ou plus selon

intensivité de la culture

q x n E x L

Pl = =1,6 x 2 0.5 x 8 = 0,8 mm/h



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.



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



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 tomateGoutteur 1 L/H*0,4Écartement 1,5m

1 – calculer la pluviométrie


1 – calculer la pluviométrie

q x n E x L

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


Cas d’une culture de tomateGoutteur 1 L/H*0,4Écartement 1,5m

3 –Quelle sera la durée d’irrigation ?

Durée d’irrigation journalière de pointe =Kc *ET0

PLDj =

8= ~ 5 heures


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 permetd’optimiser le système, améliorer l’efficacité, et di minuerle coût :

- diminution du débit de projet

CONSISTE A:1



- diminution du débit de projet- réduction du coût de filtration- réduction du coût des conduites

(optimisation des diamètres) .

1 2


4 – j’optimise le système d’irrigation s=2ha

Q = 33,3 M3/H

D Tot = 5 heures

Q = 16,6 M3/H

D Tot = 10 heures

Q = 8,3 M3/H

D Tot = 20 heures


Pl=1,66 mm/h

SURFACETOTALE

2 HA

Nbre de

parcelles

1 parcelle ou 1 secteur

Pluviométrie 16,6 M3/H/HA

Débit 16,6 * 2 = 33,2 M3/H

D max. irrigation

1 parcelle * 5 heures = 5

Heure

SURFACETOTALE

2 HA

Nbre de

parcelles

2 parcelles ou 2 secteurs


Débit 16,6 * 1 = 16,6 M3/H

D max. irrigation

2 parcelles * 5 heures = 10

Heure

SURFACETOTALE

2 HA

Nbre de

parcelles

4 parcelles ou 4 secteurs


Débit 16,6 * 0,5 = 8,3 M3/H

D max. irrigation

4 parcelles * 5 heures = 20

Heure


4 – j’optimise le système d’irrigation s=2ha

Q = 33,3 M3/H

D Tot = 5 heures

Q = 16,6 M3/H

D Tot = 10 heures

Q = 8,3 M3/H

D Tot = 20 heures


Pl=1,66 mm/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 temps d’irrigation

- La disponibilité en eau (débit)

Disponibilitéen eau (h)

Duréed’irrigation

(h)

Nombre de rotations

Réserve(h)

24 6 4 0

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



20 3 6

16 2 12

12 2

8 1 2

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



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…….


Et je calcul combien je peux faire de cycles de 5 heures dans la journée…….

Dj max 5 heures

Temps disponible 10 heures

Nombre d’opérations

= 10/5 = 2

rotations

Nbre parcelles ou secteurs

2

Débit = 16,6 M3/H

Dj max 5 heures

Temps disponible 22 heures

Nombre d’opérations

= 22/5 = 4,4

rotations

Nbre parcelles ou secteurs

4

Débit = 8,3 M3/H



3 – je m’assure que je dispose d’un débit suffisant…….

Q = 16,6 M3/H

Q = 16,6 M3/H

D = 5 h

1La source en eau doit

me permettre de disposer d’un débit de 16,6 M3/H pendant 10

heures


M3/H

D = 5 h

D = 5 h

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


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

32 1’’ 2,5 – 3

40 1’’1/4 3,5 – 5,5

50 1’’1/2 6 – 9

63 2’’ 9 – 14

75 2’’1/2 12 – 18

90 3’’ 15 – 25

Rampe en D 63

Porte-rampe en D 50

ETAPES DE DIMENSIONNEMENT


2 – choix et dimensionnement des conduites

Comment optimiser mon porte-rampe ?

Q = 16,6 M3/HQ = 8,3 M3/H

Diamètre = 63

Diamètre = 50


3 – Longueur des lignes

Je respecte les données caractéristiques des goutteurs (pression mini, diamètre équivalent…)



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

3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENTH

ead

Loss

Lateral Length (m)

2) Distance entre gouttesur: 1.0 M

Longueur Max: 147M

4) QUELQUES REGLES INSTALLATION

QUELQUES REGLES D’INSTALLATION

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 7372

72

79

78

77

76

75

73

72

75 75

89

88

87

86 85 84 83 82

81

89 88 87 86 85 84 83 82 81Pentes marquées irrégulières

Parcelle plane

Parcelle en pente

5) CONCLUSION

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

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