Post on 04-Jul-2015
description
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.
ADI - Groupe ONA
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;
ADI - Groupe ONA
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,….)