Irrigation

1. Le sol se compose de trois phases distinctes :
 solide : minéraux et organiques
 liquide : eau avec éléments dissous
 gazeuse : composée comme l'air ambiant mais instable en raison d'activités
biologiques et réactions chimiques.
Etat de l’eau dans le sol

2. L'eau dans le sol se présente en trois états :
 une eau adsorbée sous forme de film pelliculaire, une eau intimement liée
aux particules du sol qui est inaccessible aux plantes
 une eau capillaire dans les micropores et mésopores
 une eau gravitaire qui percole sous l'influence de la gravité depuis les
macrospores.
Etats de l’eau dans le sol

3. Humidité massique:
•Quantité d’eau contenue dans un
échantillon de sol exprimée en % du
poids sec
s
e
p
W
W
H 
Humidité volumique:
•Volume d’eau contenu dans le sol
exprimé en % du volume de
l’échantillon de sol en place
T
e
V
V


Z

a
p D
H 


Relation (;Hp)
Hauteur d’eau contenue dans le sol
•Teneur en eau du sol exprimée en
hauteur d’eau
Z
he 


4. •Densité apparente da
C’est le rapport entre le poids d’un volume donné du sol séché à
l’étuve, et le poids d’un égale volume d’eau. La densité apparente
d’un sol peut varier de 1.2 ( sols argileux) à 1.7 ( sols sableux)
Ai
r
Eau
Solide
Sol
Vs
Ve
Va
Wa
We
Ws
VT
Wt
 
3
/ cm
g
V
W
D
T
s
a 

5. Le potentiel hydrique (Ψ) mesure la facilité de déplacement de l'eau
dans le sol:
Il diminue avec l'humidité du sol, favorisant la mobilité de l'eau en sol
humide et renforçant la rétention d'eau en cas de sécheresse.
Potentiel hydrique du sol

6. Le potentiel capillaire (pF) est une pression négative due aux capillaires du sol
(micropores et mésopores) retenant l'eau.
Il est aussi connu sous le nom de potentiel matriciel en relation avec la structure du
sol et ses différents types de pores selon la taille des particules élémentaires

7. Le pF 2.7 représente l'humidité du sol à la Capacité au Champ (Hcc), où le sol
retient l'eau avec une succion de 500 cm H2O (0.5 bars), la quantité maximale
d'eau que le sol peut retenir.
Le pF 4.2 équivaut à l'humidité du sol au Point de Flétrissement Permanent,
avec une succion de 15 000 cm H2O (15 bars), à un niveau où les plantes ne
peuvent pas absorber l'eau car elle est fortement retenue dans le sol.

8. Le point de flétrissement est généralement de 15 à 16 bars pour la
plupart des cultures, mais pour l'olivier, il est plus élevé, à environ 25
bars. L'Hpf indique la quantité minimale d'eau utilisable par la plante
Par exemple, un sol argilo-calcaire d'une profondeur de 400 mm, d'une densité
de 1,2 et d'une capacité de rétention de 30 g d'eau pour 100 g de terre fine et
sèche retiendra:
AN: 400 x 1,2 x 30 % = 144 mm

9. réserves en eau du sol
*La réserve utile
Le volume d’eau compris entre l’humidité à la capacité au champ et
celle au point de flétrissement représente la réserve utile RU
RU (%) = Hcc (%) – Hpf (%)
Expression en mm
RU (mm) = Z x Da x [Hcc(%) – Hpf(%)]/100
- Z : profondeur du sol exploitée par les racines
- Da : Densité apparente du sol
- RU en m3 =(Hcc-Hpf) *masse Da = masse/volume
- RU en m3= (Hcc-Hpf) * Da *Z* S
S : surface

10.  La réserve utile du sol dépend du taux d'argile : plus il est élevé, plus la
réserve utile augmente.
 Les sols sableux ont une faible capacité de rétention d'eau, ce qui entraîne
une réserve utile limitée.
 Lorsque le sol présente différentes couches ou horizons aux caractéristiques
variées, la réserve utile totale est la somme des réserves utiles de chaque
couche.

11. *La réserve facilement utilisable(RFU)
La RFU est définie comme étant la quantité de la RU que les
plantes peuvent absorber sans effort particulier et qui
représente les meilleures conditions de croissance et de
rendement
RFU=0.66 RU (cultures résistantes)
RFU=0.33 RU (cultures sensibles) l’irrigation est déclenchée
lorsque 33% de la RU est atteinte)

12. 1-Représenter sous la forme d’un schéma légendé : HCC-HPF-RU-RFU
Hpf
Hcc
RU
limite supérieure de l’eau utile pour les plantes
Le volume d’eau compris entre l’humidité à la capacité au
champ et celle au point de flétrissement
la limite inferieure de l’eau utilisable par la plante
augmente avec le taux d’argile que renferme le sol
2--Compléter le tableau suivant par des flèches : Une réponse peut
servir 2 fois

13. Évaluation formative
3/Culture de tomate variété indéterminée. le sol est de type limoneux sa
densité apparente est de 1,4
L’humidité a la capacité au champs(Hcc) est de 28%
L’ humidité au point de flétrissement est de 15%
La profondeur racinaire est 30 cm
*calculer la réserve utile et la réserve facilement utilisable ( en mm)
RU=( Hcc-Hpf) * Da *Z = ( 0,28-0,15 ) *1,4*300=54,6 mm
RU=( Hcc-Hpf) * Da *Z *S= ( 0,28-0,15 ) *1,4*0,3*10000=546 m3

14. Un Sol de 0,5 ha et densité apparente de 1,2 g/cm3 et d'une
capacité de rétention maximale en eau de 40%. Le
flétrissement de la culture commence avec 10%
Profondeur racinaire de la culture est de 30 cm
Calculer: Volume du sol exploité par les racines
Masse du sol
RU

15. L'évapotranspiration réelle (ETR) correspond à la perte d'eau effective d'une
végétation, tenant compte des variations physiologiques et de l'approvisionnement
en eau. Elle est mesurée en (mm/jour)
Evapotranspiration réelle :ETR
L'évapotranspiration potentielle est la consommation maximale d'eau par un
couvert végétal en pleine croissance, en absence de facteurs limitants, résultant de
l'évaporation du sol et de la transpiration des plantes
L’Evapotranspiration potentielle (ETP)

16. L'Évapotranspiration maximale (ETM) :
est la quantité maximale d'eau que la végétation peut perdre lorsque
l'approvisionnement en eau est adéquat, réduisant ainsi la régulation stomatique et
maximisant l'évapotranspiration.
L'ETM varie en fonction du type de culture, de son stade de développement et des
conditions météorologiques

17. Le coefficient cultural Kc :
il représente le rythme de consommation d’eau de cette culture
et permet de quantifier le développement du couvert végétal .Il
prend différentes valeurs selon les stades de la culture
ETM=Kc*ET0 Besoins nets Bn = ETM – Pe
Kc est obtenu expérimentalement dans la région concernée
Pe : pluie efficace

18. Calculer le Besoins nets du figuier

19. Évaluation formative 2
1-Calculer le Besoins nets du figuier pendant le mois de juin sachant que ET0 = 4,55 mm/j ,
Kc = 0,5 , Pe = 4,8 mm
2-La détermination des besoins en eau des agrumes est basée sur le bac classe A
Au mois de septembre Eb= 5 mm/j ; Kb=0.70 ; Kr =0,80 ; Kc = 0,60
Calculer les besoins nets de la culture en mm/j , en m3/j
3-
D/A*100 est de 10 à15%
D/A*100 est inferieur à10%
D/A *100 > 20%
Remplir le tableau suivant

20. 4-Au mois de novembre les apports en eau pour la tomate est de 0,5L/ plante la
densité de plantation est de 18000 plantes /ha si la quantité d ’eau drainée est de
1300L calculer le taux de drainage interpréter le résultat obtenu

21. ET0=Eb*kbETMb=ET0*Kc
Bn=ETM=Eb*Kb*Kc*Kr
Kr=coefficient de rationnement par stade de culture (irrigation localisée)
Kr=Cs/0.85(Cs=% du sol couvert par la culture)
Kb=coefficient du bac varie en fonction d’humidité relative de l’air, la vitesse du vent
et la situation du bac par rapport à la masse végétale
Détermination des besoins en eau
Le bac classe A

22. Exercice: La détermination des besoins en eau de l’olivier est basée sur le bac classe A
Au mois de mai Eb=6.3 mm/j ; Kb=0.70 ; Kr =0,85 ; Kc = 0,80
Calculer les besoins nets de la culture en mm/j , en m3/j
Exercice : L’humidité relative enregistrée au jour j est 60%, la vitesse du vent est 300Km/j et Eb
mesurée par un bac situé au milieu d’une couverture végétale est 8mm. Calculer : ET0 de ce jour j,
On veut assurer l’irrigation (irrigation localiseé)d’une culture du melon dans la même zone, sachant
que le Kc de cette culture est 0,8 le taux de couverture du sol est de 60% ; calculer le besoin en eau
de cette culture pour assurer l’irrigation du jour j+1
NB ; la distance du bac par rapport aux cultures est de 100m

23. On pourra gérer le lysimètre en calculant le rapport drainat sur
apport(D/A)
•Si le rapport D/A*100 est de 10 à15% il faut apporter la même
quantité que la vielle
•Si le rapport D/A *100 est supérieure à 20%  il faut diminuer
l’eau d’irrigation
•Si rapport D/A x 100 est inférieur à 10 %, il est faut augmenter la
quantité d’apport.
D = la quantité drainée recueillie dans le récipient.
G = quantité apportée par un goutteur.
N = nombre de goutteurs.
Le lysimètre

24. •Les facteurs affectant la fiabilité des données du lysimètre
Destruction de plantes installées dans le lysimètre par des maladies par exemple
Mauvaise uniformité des débits des goutteurs qui alimentent le lysimètre
Mauvaise confection du lysimètre
Sols lourds

25. exercice : le pilotage de l’irrigation est basé sur le lysimètre , la quantité d’eau
apportée le jour i est 2.75mm ,le drainat collecté est de 1,25mm, calculer la
quantité d’eau à apporter le jour i+1

26. Le tensiomètre :
Le tensiomètre mesure la force que la racine doit déployer pour extraire l’eau du
sol(dépression lue sur le tensiomètre). Cette mesure est exprimée en centibars (cbars)
 Cet appareil présente un intérêt pratique pour diverses raisons :
Il est facile à manipuler ;
Il est peu coûteux et disponible sur le marché ;
Il permet d’effectuer des mesures continues.
Beaucoup d'eau = faible tension
Peu d'eau = forte tension
La plus forte tension dans le tensiomètre est de 0.8 bar

27. Elles mesurent la conductivité électrique entre deux
électrodes placées dans la bougie
Et c’est le boîtier de lecture qui convertit la résistance
électrique en potentiel hydrique
LES SONDES WATERMARKS

28. Les sondes capacitives
 mesurent avec précision l'humidité et la température du sol à des intervalles de
10 cm de profondeur, fournissant des données spécifiques à la parcelle.
 Elles utilisent un courant électrique pour évaluer l'humidité sur toute la
profondeur du sol

29. La méthode reconnue comme standard par la FAO exige l'intégration de
plusieurs paramètres physiques, incluant la radiation, la température de l'air,
l'humidité de l'air, la vitesse du vent, ainsi que des données de localisation du
verger. Cela requiert une station météorologique sophistiquée à proximité du
verger pour collecter ces informations
Formule de PENMAN MONTEITH
Méthodes indirectes

30. ✓ Méthode ne donne pas une grande précision,
✓ Elle donne un ordre de grandeur en cas d’absence de moyen de mesure,
✓ Elle nécessite un min de données : Température moy (min et max), latitude.
✓ Elle est imprécise dans les conditions extrêmes: région très ventée, très sèche,
très ensoleillée
ET0= (0,45*Tmoy+8,128)*P
Formule de Blaney criddle
P: pourcentage d’ensoleillement de la journée par rapport à l’ensoleillement de
toute l’année,

31. La formule de Jensen Haise(cas des serres)
•ET0RG=ET0=0.67*Kp*RGs/L
•RGs=rayonnement global sous serre(en Mj/m2ou j/cm2)
•L=chaleur latente de vaporisation ou quantité d’énergie pour faire
passer l’eau de l’état liquide à l’état vapeur=251j/cm2
•0.67=on estime que 67% environ de l’énergie solaire qui arrive sur le
végétal est utilisée pour la transpiration
•Kp=coefficient de transmission de la paroi

32. En appliquant un coefficient de transmission en fonction du
type d’abri
0.7 → pour une serre en plastique simple paroi
0.65 → pour une serre en plastique double paroi
0.75 pour une serre en verre
Exemple
RG=1868j/cm2
t=0.00187
Calculer la quantité d’eau d’irrigation pour la tomate sous serre
stade F6(Kc=0.9)

33. techniques d’irrigation
1-Irrigation gravitaire
1-Irrigation par planche
 Les planches sont des bandes de terrain, aménagées en pente douce et séparées par des
diguettes.
 L’irrigation par planche convient le mieux aux terrains avec pente ne dépassant pas 0,5%.
 la longueur de la planche qui dépend de l’infiltration du sol,
 l’aiguadier ouvre la vanne et attend que l’eau arrive au bas de la planche, et à ce moment là
il ferme la vanne d’arrivée.

34. 2-Irrigation par bassin
 Elle se pratique sur un sol nivelé (pente 0,1 à 1%)
 la taille des bassins est de 40 à 50 m2 , cette technique est connue sous le nom
"Robta".
 Elle occasionne une perte importante de superficie, due au nombre important de
cloisonnements.

35. C /Irrigation à la raie
L'irrigation à la raie ou par rigole convient parfaitement aux sols présentant
une pente comprise entre 0,2 et 3%.
 Les sillons sont séparés d'une distance variant entre 0,75 à 1m, selon le
type de sol et la culture.
Suivant le débit dont on dispose, on peut irriguer un ou plusieurs sillons à
la fois.
Les raies peuvent être parallèles ou perpendiculaires à la rigole
permanente d'amenée d'eau.

36. Exercice:
Soit un débit de 1,5l/s par raie et un temps d’irrigation de 3h
Le nombre de raie est de 100
Calculer le volume total d’ eau apportée
Le volume brut par raie est de : 1,5*3600*3=16200l soit 16,2 m3
Le volume total =16,2*100=1620 m3

37. Techniques d’amélioration de l’irrigation
gravitaire
A - Irrigation par siphon
B - Irrigation par rampe à vannettes
C- Irrigation par gaine souple
Aspersion mécanisée
Le système de rampe pivotante

38. L’irrigation localisée ou micro-irrigation
L’apport d’eau sous pression, (faible) à faible débit et à intervalles fréquents, et limité
aux zones des végétaux ,le système« goutte à goutte » est le plus utilisé
L’efficience de l’irrigation
Irrigation gravitaire  20 à 60%
Irrigation par aspersion  65 à 85%
Irrigation localisée  85 à 95%

39. L’efficience d’irrigation représente le rapport entre le volume net d’eau
utilisé par la plante et le volume d ’eau apporté
Vn : volume net d’eau utilisé par la plante
Vt : volume total d’eau apportée
Ei = Vn/Vt *100

40. 1/ RG=1913j/cm2 ; t=0.00187
Calculer la quantité d’eau d’irrigation pour la tomate sous serre stade F6 (Kc=0.9)
le sol s’éloigne de son Hcc
le sol sur saturé en eau
sol à un maximum d’humidité
0cb
8cb
20 cb
30cb
2/ Compléter le tableau suivant par des flèches
3/ compléter le tableau suivant : L’efficience de l’irrigation est de
 20 à 60%
Irrigation localisée 
 65 à 85%
Evaluation formative 3

41. Pompage
En irrigation , le pompage est généralement assuré par un groupe de pompage constitué de 2 parties :
-un moteur, source d’énergie
-une pompe centrifuge dont l’organe principal est la turbine ou roue

42. pompe immergée : équipement de forage et puits
pompe de surface : pompage sur eau de surface , pompage de
réservoir vers un réseau ou un autre réservoir (pompe en
aspiration)
-
pompage
Une pompe se caractérise par :
 le débit de fonctionnement en m3/h ou l/s
 Le besoin en pression pour amener l’eau d’un point A à un point B, il
s'exprime par la hauteur manométrique total (HMT)
 La puissance

43. Pour calculer la Hauteur Manométrique Totale ( HMT ) il suffit d’appliquer une
formule mathématique simple :
HMT= Hauteur d’aspiration + Hauteur de refoulement + Perte de charge +
Pression utile
HMT= Ha + Hr+ J+ Pu (pompe de surface)
HMT= Hr+ J+ Pu (pompe immergée) (Ha =0 la pompe est à l’intérieur du puit)
 Hauteur d'aspiration (Ha) : c’est la différence de hauteur entre l’eau a aspirer
et la pompe. Sur une pompe de surface la hauteur maximum d’aspiration est
de 7m.
 Hauteur de refoulement (HR) :c’est la différence de hauteur entre la pompe
et le refoulement.

44. Pertes de charge (j) : c’est la perte de pression qui est générée par le
frottement des fluides dans le tuyau (perte de charge linéaire) il dépendent de
la rugosité des conduites.
les pertes de charge au niveau des accessoires (coudes vannes,,,,) (pertes de
charge singulière)
 La pression utile (Pu): Il s’agit de la pression que l’on souhaite obtenir au
bout du tuyau de refoulement exprimée en mCE ( mètre colonne d’eau ).
 1 bar de pression = 10 mCE. Par exemple pour un arrosage goutte à goutte
on voudra une pression de 3 bar = 30 mCE.
 Si par exemple HMT= 36m donc j’ai besoin d’une pression de refoulement
de 3,6 bar

45. •HMT est la hauteur manométrique totale en mètres (mce).
•ρ est la masse volumique du liquide en kilogrammes par mètre cube (kg/m³). Prenez 1000 pour de
l’eau.
•g est la gravité, environ 9,81 mètres par seconde carrée (m/s²).
Q est le débit volumique en mètres cubes par seconde (m³/s). Il correspond au débit dont vous avez
besoin sur votre installation.
Puissance hydraulique (P) = Débit (Q) × Hauteur manométrique totale (HMT) × masse volumique du
liquide (ρ) × Gravité (g)
Puissance utile de la pompe = Puissance hydraulique /
Rendement (η)_
•η est le rendement de la pompe
η : compris entre 0,7 et 0,9
NB:courbe de rendement donnée par le constructeur.

46. P : puissance en kw, 1kw = 1,36 CV
HMT : Hauteur manométrique totale (mCE)
Q : débit (m3/h)
η : rendement de la pompe. Le rendement optimum de la
pompe (entre 0,8 et 0,9) se situe au voisinage de la plage
d’utilisation de la pompe (courbe de rendement donnée par le
constructeur

47. Si Q=50 m3/ h = 50 m3/ 3600s = 0,0138 m3/s
HMT= 27 m
Phy= 0,0138 * 1000*9,81*27 = 3655 ,2 W = 3,655 KW (1 kW = 1000) W
Puissance utile de la pompe (Pu) = Puissance hydraulique / Rendement (η)_
si η =0,8 Pu = 3,665/0,8=4,58 Kw
1CV= 736W

48. Le bassin
* Permet le stockage d’eau (eau de barrage , eau de puits et forages)
* La capacité du bassin est déterminée par sa longueur, sa largeur et sa hauteur

49. Système d’alimentation en eau
Station de tête
• Système de filtration
• Système de fertigation
Réseau de distribution
Système de sécurité, contrôle et de régulation
Système d’automatisation.
Composantes d’une installation d’irrigation localisée

50. Station de tète
La station de tète doit être ombragée , aérée éclairée, cimentée, pente (0,58- 0,75), la
dalle sur laquelle sont disposées les bacs est soulevé du sol de 0,25 m

51. Trois types de colmatage :
*physique : Ils se produisent lorsque l’eau présente des particules solides en suspension,
en particulier sables et limons
*Chimique : Ils sont produits par la précipitation de sels dissous dans l'eau d'irrigation
(les carbonates, le fer et les engrais)
* Biologique: algues et bactéries

52. La filtration
* L’hydrocyclone
L’hydrocyclone ou séparateur de particules est placé à l’entrée de la station de tête
juste après la source d’eau c’est un moyen de pré-filtration d’eau d’irrigation lorsque
la turbidité de l’eau est élevée
*Filtre à sable :
Lorsque l'eau contient des quantités importantes de particules organiques le filtre à
sable est utilisée.

53. *Filtre à lamelle
Les filtres à disques sont constitués d'une enceinte hermétique en plastique des disques empilés
et pressés les uns contre les autres.
*Filtre à tamis
 Il comprend une enceinte étanche en métal ou en plastique, résistant à la pression et contenant
une cartouche filtrante
 Les filtres les plus utilisés ont une finesse de filtration de 80 à 120 microns

54. Injection
Le Venturi : c’est l’un des types les plus simples et les moins coûteux.
fonctionne à l’énergie hydraulique
nécessite très peu d’entretien (traitement à l’acide nitrique est suffisant)
perte de charge importante
sensible au changement de pression un régulateur de pression est nécessaire
pour assurer une injection constante

55. •Les pompes doseuses hydrauliques proportionnelles : Ce type de pompe est actionné par la
pression du courant d’eau.
•La pompe doseuse électrique fonctionnant à l’aide d’une source électrique, le taux d’injection
peut être fixé a volonté. Ce type est le plus précis et le plus fiable
Le kit d’injection : Il permet l’injection de plusieurs engrais dont le mélange se fait
indépendamment.. et d’autre part de contenir des débitmètres pour le dosage des engrais.

56. Les accessoires
*Le clapet anti retour
Son rôle est de créer une disjonction entre le réseau et la source d’eau pour éviter le
risque de pollution de la source par retour de l’eau fertilisée
* Le purgeur d’air (ventouse)
Son rôle est
 d’évacuer l’air lors du remplissage du réseau
 de permettre l’entrée de l’air dans le réseau pour éviter les dégâts(risque de cassure des
canalisations)
*Compteur volumétrique ou débit mètre
Permet de comptabiliser le volume d’eau apportée sur une parcelle lors d’un arrosage)

57. *Régulateur de pression
Contrôle les variations brusques de pression.il est indispensable lorsque la pression
existante au niveau de la source d’eau est supérieure a la pression demandée par le système
Les vannes et les vannettes :
elles commandent l’irrigation d’un secteur
On distingue :
 les vannes manuelles
 Les vannes automatiques : On distingue les vannes hydrauliques, électrovanne, vanne
électromagnétique
les vannettes : sont installées en tête de la rampe arrêter le passage de l’eau dans la rampe

58. Les raccords
 Le manchant permet de lier les canaux en pvc
 Bride permet de lier métal et pvc ou pvc et pvc
 Collier de prise de charge(CPC):