6 dimensionnement du projetx - arid – afrique
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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
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
q,n
E
LRappel:
Voir chapitre 5 pour le choix
intégré / autorégulant /
diamètre
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
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
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
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
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
1 ligne de goutteurs par rangée de tomates
Implantation et nombre de rampes
Dépend de la culture, des techniques culturales…..
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
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
L1L2
banquette
E x L 0.4 x 1.6
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
Maîs, tournesol…..
1 ligne de goutteurs pour 2 rangées de culture
Pomme de terre
1 ligne de goutteurs par rangée (en surface ou
enterré)
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
maîs
enterré)
0,9
Implantation et nombre de rampes
Dépend de la culture, des techniques culturales…..
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
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
E x LPl = =
0.5 x 5
L2L1
LA LIGNE DE GOUTTEUR
DOIT ETRE A 40-80 cm DU
TRONC MINIMUM
ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
Implantation et nombre de rampes
ETAPE 1: CHOIX DU GOUTTEUR, DE L’IMPLANTATION ET CALCUL DE LA PLUVIOMETRIE
L
Implantation et nombre de rampes
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
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….
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
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 tomateGoutteur 1 L/H*0,4Écartement 1,5m
1 – calculer la pluviométrie
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
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
ETAPE 2: CALCUL DU NOMBRE D’OPERATIONS OPTIMALES ET DU DEBIT
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
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
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
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
D Tot = 5 heures
Q = 16,6 M3/H
D Tot = 10 heures
Q = 8,3 M3/H
D Tot = 20 heures
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
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
Pluviométrie 16,6 M3/H/HA
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
Pluviométrie 16,6 M3/H/HA
Débit 16,6 * 0,5 = 8,3 M3/H
D max. irrigation
4 parcelles * 5 heures = 20
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
D Tot = 5 heures
Q = 16,6 M3/H
D Tot = 10 heures
Q = 8,3 M3/H
D Tot = 20 heures
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
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
ETAPE 2: CALCUL DU NOMBRE D’OPERATIONS OPTIMALES ET DU DEBIT
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
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
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
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
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
1La source en eau doit
me permettre de disposer d’un débit de 16,6 M3/H pendant 10
heures
3) ETAPES DE DIMENSIONNEMENT
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
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
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
ETAPE 3: CALCUL DU RESEAU ET DIMENSIONNEMENT FILTRATION / CONDUITES / STATION DE TETE
2 – choix et dimensionnement des conduites
Comment optimiser mon porte-rampe ?
Q = 16,6 M3/HQ = 8,3 M3/H
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
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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