Tour d'eau dans les périmètres irrigués

1
TOUR D’EAU DANS LES PI
 DISTRIBUTION DE L’EAU
 METHODOLOGIE
 PARAMETRES DU TOUR
D’EAU
 CAS PRATIQUES
Achour Hichem
ESIER Tunisie

2
DISTRIBUTION DE L’EAU
Nécessité d’améliorer l’irrigation selon :
La demande La fourniture de
l’eau
Les
agriculteurs
La capacité du
réseau
G.I.C.
Le mode idéal de fourniture d’eau pour les agriculteurs est une fourniture à
volonté

3
Préoccupations des agriculteurs
• Fiabilité de la distribution de l’eau
• La quantité d’eau à recevoir
• Le temps d’irrigation disponible
Préoccupations du GIC
• Répartition équitable de l’eau entre les
agriculteurs
• Procédure d’exploitation simple
• Distribution efficace
L’objectif est donc de parvenir à distribuer
l’eau de façon équitable, efficiente, fiable et
en temps voulu tout en minimisant les coûts
d’exploitation

4
La distribution de l’eau doit être
souple, en terme de fréquence,
débit et durée
• Fréquence : devra satisfaire les besoins
en eau des cultures
• Débit : conditionne l’uniformité de la
distribution
• Durée : conditionne l’efficience de
l’irrigation. Une durée trop longue
entraînera une percolation importante et
le lessivage des engrais

par rotation
5
METHODES DE BASE
• A Volonté à la demande
• Par partage du
temps
• Par partage du par répartition
débit des débits

6
DISTRIBUTION DE L’EAU : METHODES DE BASE
A VOLONTE
Lorsque l’eau est en abondance et que la capacité
du réseau de distribution le permet, l’agriculteur
est libre d’acquérir de l’eau à volonté.
SABS2 SABS3 BHS BA HJ8
TRIM 1 60,0 78,5
TRIM 2 32,4 55,6 21,8
68,2
TRIM 3 28,2 46,0 20,2
TRIM 4 23,4 42,2 25,2
Tableau 1 : Consommation d’eau moyenne trimestrielle pour les
cinq périmètres étudiés en pourcent – année 2000
43,1
47,6

7
DISTRIBUTION DE L’EAU : METHODES DE BASE
PAR PARTAGE DU TEMPS
Lorsque la demande en eau est élevée (ressource en eau
insuffisante), le partage du temps est un procédé utilisé
pour assurer une distribution équitable
PAR PARTAGE DES DÉBITS
Quant les débits sont prévisibles, une pratique courante
consiste à faire une rotation des débits disponibles entre
les agriculteurs
En pratique, le partage des débits et le partage du temps
sont souvent combinés au sein du périmètre
DUREE DEBIT FREQUENCE
PMH A LA DISCRETION
DES
AGRICULTEURS
OU FIXÉ
FIXÉ A LA
DISCRETION DES
AGRICULTEURS
OU FIXÉ

8
DISTRIBUTION DE L’EAU : OBJECTIFS
OBJECTIFS ASSIGNÉS AU
FONCTIONNEMENT D’UN RÉSEAU
• EQUITABILITÉ
• FIABILITÉ
• RESPECT DU CALENDRIER FIXÉ
• EFFICACITÉ
• SOUPLESSE

FACTEURS PHYSIQUES
INTERVENANTS DANS LA
9
DISTRIBUTION DE L’EAU : FACTEURS PHYSIQUES
GESTION DE L’EAU
1. Alimentation en eau
2. Qualité de l’eau
3. Climat et pluviométrie
4. Sols (nature)
5. Cultures (assolement)
6. Topographie
7. Dimensions du périmètre

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DISTRIBUTION DE L’EAU : METHODOLOGIE
Les actions à mener ainsi que la méthodologie pour l’établissement
d’un tour d’eau dans les périmètres irrigués sont les suivantes :
• Collecte des données relatives aux parcellaires et à l’assolement
• Calcul des besoins en eau des cultures
• Calcul des paramètres du tour d’eau
• Détermination du temps d’ouverture des bornes des différents
secteurs
• Approbation du tour d’eau par les agriculteurs

DISTRIBUTION DE L’EAU : EVAPOTRANSPIRATION DE REFERENCE
L’estimation par calcul de ET0 s’effectue par
des formules de deux types :
• Très empiriques (Blanney-Criddle, Riou…) qui
sont des ajustements statistiques entre une
évaporation mesurée et quelques variables
climatiques simples.
• D’autres (Penman-Monteith…) qui sont des
modélisations de phénomènes énergétiques et
climatiques complexes ayant pour origines
essentielles :
- Le rayonnement solaire net
- La température de l’air
- Le déficit de saturation de l’air en
vapeur d’eau
11

12
Formule de Blanney - Criddle
Cette formule ne fait intervenir directement qu’un seul
facteur météorologique à savoir la température. Elle s’écrit comme
suit :
ETo (mm/j) = ( 8.13 + 0.46 T ) P
· T : température moyenne mensuelle en °C
· P : pourcentage d’heures diurnes pendant le mois considéré par
rapport au nombre d’heures diurnes annuelles ; p est en fonction
uniquement de la latitude du lieu

13
Formule de Riou
Cette formule est donnée par :
= q + q
+
( / ) 0,31 2 1
ET mm j b n n - ÷ø ö
çè æ
3
0
avec: qn : température maximale moyenne du mois n
qn+1 : température maximale moyenne du mois n+1
b = 7,1- 0,1φ
avec φ : Latitude de la région considérée

14
DISTRIBUTION DE L’EAU : EVAPOTRANSPIRATION MAXIMALE
En pratique, on cherche à placer les plantes dans les
conditions les plus favorables de production ; on se
basera donc sur les besoins en eau correspondant à
l’évapotranspiration maximale (ETM). Rappelons la
définition de l’ETM : C’est l’évapotranspiration
maximale d’une culture donnée à différents stades de
développement végétatif, lorsque l’eau n’est pas
facteur limitant et que les conditions agronomiques
sont optimales.
L’ETM se calcule à partir de la formule suivante :
ETM = kc* ETo
kc est un coefficient cultural d’ajustement dépendant de la
culture et de son stade végétatif.

DISTRIBUTION DE L’EAU : BESOIN NET EN EAU DES CULTURES
Les besoins nets en eau d’une culture
traduisent la quantité d’eau qui doit être
apportée à la parcelle, en plus de la pluie utile
et la quantité stockée, qui est considérée
comme nulle dans notre calcul.
Les besoins nets sont calculés par l’application
de la formule suivante :
15
B net = kc ETo - Pu
Avec B net : Besoin net en mm/mois
kc. ETo : Besoin en mm/mois
Pu : pluie utile en mm/mois

16
DISTRIBUTION DE L’EAU : BESOINS BRUTS OU TOTAUX
Pour obtenir au niveau de la parcelle les besoins
nécessaires, on doit estimer les pertes au niveau du
réseau d’irrigation. Une quantité d'eau d'irrigation
supplémentaire est ajoutée à la source pour
compenser ces pertes. On fera intervenir un
coefficient d'efficience du réseau (Cr) qui est définit
par le rapport suivant :
B =B = +
total C C
p r
n
parcelle
r
B Lessivage
C

17
DISTRIBUTION DE L’EAU : ADEQUATION BESOIN/RESSOURCE
Figure 1 : ADEQUATION BESOIN/RESSOURCE
J F M A M J J A S O N D
MOIS
BESOIN
Dans ce premier cas, les ressources en eau sont très supérieures à la demande en eau du
périmètre. La valorisation de l’eau n’est pas optimale. La solution pourrait correspondre à :
•Revoir l’assolement pratiqué dans le but d’augmenter le taux d’intensification du périmètre et
augmenter ainsi la demande en eau du périmètre
•Augmenter la superficie du périmètre

18
DISTRIBUTION DE L’EAU : ADEQUATION BESOIN/RESSOURCE
Figure 2 : ADEQUATION BESOIN/RESSOURCE - CAS 2
BESOIN
J F M A M J J A S O N D
MOIS
Dans le deuxième cas, nous observons une période de l’année où les ressources en eau sont
excédentaires par rapport à la demande en eau du périmètre et une deuxième période plus courte (2 à
3 mois de l’année) où la demande en eau est plus importante. Les possibilités d’amélioration peuvent
être les suivantes :
•Réduction de la superficie du périmètre : solution simple et à éviter
•Création d’un réservoir pour stocker de l’eau pendant les périodes excédentaires et leur utilisation
ultérieure en période déficitaire.
•Modification de l’assolement pratiqué au sein du périmètre à savoir réduction de la taille des cultures
exigeantes en eau durant la période déficitaire et augmentation des surfaces de cultures pendant la
saison excédentaire en eau. Cette solution semble être la plus optimale.

19
DISTRIBUTION DE L’EAU : PARAMETRES D’IRRIGATION
Débit fictif continue (Qfc)
Le débit fictif continu représente le débit théorique qu'il faut apporter à la
parcelle 24h sur 24h pour couvrir les besoins en eau des plantes en tenant
compte des pertes à la parcelle.
Q l s ha Besoins eneaumensuel l fc =
( / / ) ( ) Nb de jours dumois considérée
*24*3600
Durée maximale journalière d’irrigation Tmax (h/j)
Il s’agit de la durée maximale journalière de distribution d’eau par les bornes
aux agriculteurs.

20
Dose d’irrigation (m3/ha)
La dose d’irrigation représente le volume d’eau apportée à chaque irrigation
par unité de surface. Il dépend de la nature du sol (capacité de rétention) et
de la profondeur d’humidification.
Main d’eau (l/s)
La main d’eau représente le débit fourni à l’agriculteur pour l’irrigation de sa
parcelle. Le choix de ce débit repose essentiellement de la qualité de
l’exploitant (degré d’équipement, technicité…) et de la qualité du sol.

21
Capacité maximale réelle du réseau de distribution (m3/ha/j)
Il s’agit du volume maximal d’eau apporté à un hectare de culture par le
réseau d’irrigation pendant un temps Tmax :
Cmax (m3/ha/j) = Qmax (m3/h) x Tmax (h/j) / S (ha)
Besoins journaliers du périmètre (m3/ha/j)
Il s’agit du besoin journalier d’un hectare de culture en supposant que l’apport
d’eau à la parcelle s’effectue tous les jours du mois pendant Tmax par jour.
B (m3/ha/j) = Qfc (m3/ha/j) x 24 / Tmax (h/j)

22
Période d’irrigation (j)
Il s’agit de l’intervalle de temps séparant deux irrigations successives d’une
même parcelle.
Pa (jour) = D (m3/ha) / B (m3/ha/j) si B < Cmax
Pa (jour) = D (m3/ha) / Cmax (m3/ha/j) si B > Cmax
Temps d’irrigation (h/ha)
Le temps d’irrigation alloué à chaque hectare de culture est défini comme
suit :
T (h/ha) = D (m3/ha) / M (m3/h)

23
Surface maximale irrigable par jour (Sjmax ha/jour)
Il s’agit de la superficie maximale susceptible d’être irriguée à partir de la
main d’eau par jour
Sjmax (ha/jour) = Tmax (h/j) / T (h/ha)
Surface maximale du secteur hydraulique (Ssmax ha)
Il s’agit de la surface maximale susceptible d’être irriguée à partir de la main
d’eau pendant toute la période
Ssmax (ha) = Sjmax (ha/jour) x Pa (jour)

24
DISTRIBUTION DE L’EAU : SIDI ALI BEN SALEM 3
PERIMETRE IRRIGUE SIDI ALI BEN SALEM 3
KAIROUAN
EVAPOTRANSPIRATION DE REFERENCE ET COEFFICIENTS CULTURAUX
JANV FÉVR MARS AVR MAI JUIN JUIL AOÛT
P mm 25 25 35 29 23 11 5 10
ETo mm 58 68 92 124 170 211 233 216
C NI Kc 0,8 1 1,1 1,1 0,7 0,25
C INT Kc 0,56 0,7 0,77 0,77 0,49 0,18
F INT Kc 0,7 0,63 0,56
F NI Kc 1 0,9 0,8
ME INT Kc 0,3 0,35 0,53 0,63 0,6
ME NI Kc 0,3 0,5 0,75 0,9 0,85
ARB Kc 0,15 0,15 0,4 0,6 0,8 0,85 0,85 0,9

25
BESOINS NETS EN EAU DES CULTURES en mm
KAIROUAN
C NI 26,4 48 73,2 113,2 100,6 43,9
C INT 12,5 27,6 42,8 72,2 64,9 29,2
F INT 20,6 22,8 23,5
F NI 38 41,2 45,6
ME INT 14 41,1 103,0 142,7 121,6
ME NI 14 66,6 149,4 205,7 175,6
ARB 0,0 0,0 8,8 51,2 117,6 170,6 194,1 186,4

26
KAIROUAN
BESOINS BRUTS EN EAU DES CULTURES en mm
C NI 34,7 63,2 96,3 148,9 132,4 57,8
C INT 16,4 36,3 56,4 95,1 85,4 38,4
F INT 27,1 30,1 30,9
F NI 50,0 54,2 60,0
ME INT 18,4 54,1 135,6 187,9 160,0
ME NI 18,4 87,6 196,6 270,7 231,1
ARB 0,0 0,0 11,6 67,4 154,7 224,4 255,3 245,3
EFFICIENCE GLOBAL : 76 %

27
BESOINS BRUTS ASSOLÉS EN EAU DES CULTURES en m3/ha
KAIROUAN
%
C NI 18,1 62,9 114,4 174,5 269,9 239,8 104,8
C INT
F INT 0,3 0,8 0,9 0,9
F NI 7,9 39,7 43,1 47,7
ME INT 3,8 7,0 20,6 51,7 71,7 61,0
ME NI 9,6 17,6 83,9 188,2 259,1 221,2
ARB 49,1 0,0 0,0 56,9 331,0 760,4 1102,7 1254,7 1205,2
TOTAL 88,9 103,5 158,4 280,0 625,6 1104,7 1447,5 1585,4 1487,4
DEBIT FICTIF CONTINUE en l/s/ha : 0,59

28
ASSOLEMENT – CULTURES D’ÉTÉ
Arboriculture : 81,9 hectares (49,1%)
Maraîchères d’été en intercalaire : 6,4 hectares (3,8%)
Maraîchères d’été non intercalaire : 15,9 hectares (9,6%)
Surface totale cultivée (cultures d’été) : 104,2 hectares
Taux d’intensification : 63 %
PARAMÈTRES DU TOUR D’EAU
Débit du forage S : 48 l/s – 172,8 m3/h
Débit d’équipement du périmètre Qmax : 60 l/s – 216 m3/h
Durée maximale d’irrigation Tmax : 16 heures/jour
Débit fictif continue : 0,59 l/s/ha - 51,1 m3/ha/j
Main d’eau : 10 l/s – 36 m3/h
Période d’irrigation Pa : 3 jours

29
PARAMÈTRES DU TOUR D’EAU
Durée maximale d’irrigation pendant la période : 48 heures
Capacité maximale réelle du réseau hydraulique Cmax : 20,7 m3/ha/j Par rapport à S
totale du périmètre
Capacité maximale réelle du réseau hydraulique Cmax : 33,2 m3/ha/j Par rapport à S
cultivée du périmètre
Besoins journaliers du périmètre : 76,7 m3/ha/j
Dose d’irrigation D si Pa égal à 3 jours : 99,5 m3/ha
Durée d’irrigation par hectare T : 2,8 heures/hectare
Surface maximale irriguée par jour S0 max : 5,8 ha/j (Par secteur)
Surface maximale du secteur d’irrigation Ss max : 17,4 hectares

30
TOUR D’EAU
SE B Numéro Surface S cultivée Heures
BENEFICIAIRES
Parcelle Hectare Hectare calculées
A1 C33 + C34 3,00 Hamouda Bou Abid 0,00 0
A2 C32 3,83 Htés Larbi El Abbane 0,00 0
A3 C31 2,16 Htés Larbi El Abbane 0,00 0
A A4 C31 2,16 Htés Larbi El Abbane 0,00 0
A5 C30 3,86 Mabrouka Ben Salah Mellassi 0,00 0
A6 C27 0,93 Sghaï er Jebili 0,00 0
A7 C28 2,48 Momamed Ben Ahmed Mellassi 1,00 3
A8 C28 2,48 Tahar Ben Ahmed+ Jebili Mabrouk El Mejbri 0,00 0
A9 C29 1,42 Tahar Ben Ahmed Jebili 0,00 0
A10 C26 3,37 Mokhta+r Mohamed Bï en Taeb Jbili 1,50 4
Surface secteur 25,6 2,50 7

31
TOUR D’EAU
SECTEUR S Totale S Cultivée Hr calculée Hr adaptée
A 25,7 2,5 7 10
B 30,1 24,8 69 60
C 26,2 25,7 71 60
D 26,85 26,8 74 60
E 29,1 9,4 26 38
F 28,8 14,9 41 60
TOTAL 166,7 104,2 288 288

32
PARAMÈTRES DU TOUR D’EAU POUR LES CINQ GIC
SABS2 SABS3 BHS BA HAJEB 8
SURFACE TOTALE (ha) 195 166 121,3 126,3 338
SURFACE CULTIVÉE (ha) 57,4 104,2 143,5 74,7 372
TAUX D’INTENSIFICATION (%) 30 62,8 118 59 110
DÉBIT DU FORAGE Qmax (m3/h) 198 172,8 108 108 504
DÉBIT D’ÉQUIPEMENT DU
PÉRIMÈTRE Qmax (m3/h) 288 216 144 180 504
DURÉE MAXIMALE
D’IRRIGATION Tmax (h/j) 13,75 16 15 12 20
DÉBIT FICTIF CONTINUE
(l/s/ha) 0,3 0,59 0,65 0,29 0,42

33
PARAMÈTRES DU TOUR D’EAU POUR LES CINQ GIC
SABS2 SABS3 BHS BA HAJEB 8
CAP MAX RÉELLE DU RÉSEAU
HYDRAULIQUE CMAX (m3/ha/j) 69,0 33,2 15,1 28,9 27,1
BESOIN JOURNALIER (m3/ha/j) 45,3 76,7 90,2 49,5 43,6
DOSE D’IRRIGATION (m3/ha) 136,0 99,5 45,2 86,8 81,2
DURÉE D’IRRIGATION PAR
HECTARE T (h/ha) 3,8 2,8 1,3 2,4 2,3
SURFACE MAXIMALE IRRIG.
PAR JOUR S0 max (ha/j/secteur) 3,6 5,8 12 5 8,9
SURFACE MAXIMALE SECTEUR
D’IRRIGATION Ss max (ha) 10,9 17,4 35,9 14,9 26,6

DISTRIBUTION DE L’EAU : TEMPS D’IRRIGATION EN HEURE
34
PAR HECTARE EN FONCTION DES BESOINS BRUTS ET DE
L’EFFICIENCE GLOBALE
Main d’eau = 10 l/s Besoins journaliers des cultures (m3/ha/j) = 25
Efficience du réseau de distribution (Er en %) = 95
Efficience à la parcelle (Ep en %) 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 %
Besoins bruts des cultures (m3/ha/j) 66 53 44 38 33 29
Période
d’irrigation
Pa
3 5,5 4,4 3,7 3,1 2,7 2,4
5 9,1 7,3 6,1 5,2 4,6 4,1
7 12,8 10,2 8,5 7,3 6,4 5,7
9 16,4 13,2 11,0 9,4 8,2 7,3
12 21,9 17,5 14,6 12,5 11,0 9,7
14 26,6 20,5 17,1 14,6 12,8 11,4
Temps d’irrigation T (h/ha) = Bb (m3/ha/j) x Pa (j) / M (m3/h)

3
T h ha D m ha = b
( / ) ( / ) 3
35
DISTRIBUTION DE L’EAU : SURFACE MAXIMALE DU
SECTEUR EN HECTARE EN FONCTION DES BESOINS BRUTS ET DE LA
DURÉE DE DISTRIBUTION
S ( ha ) = TMAX (
h / j ) OR
max T h ha Pa j
( / ) ( )
M m h
( / )
S ha T h j Pa j M m h
( ) ( / ) ( ) ( / ) 3
( / )
3
D b
m ha
MAX
MAX = OR ( / ) ( / / ) ( ) D m3 ha B m3 ha j Pa j b = b
S ha T h j M m h
( ) ( / ) ( 3
/ ) 3
B m ha
( / /j)
b
MAX
MAX =
Smax : Surface maximale du secteur (ha)
Tmax : Durée maximale de distribution (h/j)
T : Durée d’ouverture de la borne (h/ha)
Pa : Période d’irrigation (j)
Bb : Besoin brut en eau (m3/ha/j)
Db : Dose brute d’irrigation (m3/ha)
M : Main d’eau (l/s)

36
SECTEUR EN HECTARE EN FONCTION DES BESOINS BRUTS ET DE LA
DURÉE DE DISTRIBUTION
Durée maximale de distribution Tmax (h/j) = 12 Besoins journaliers des cultures (m3/ha/j) = 25
Efficience du réseau de distribution (Er en %) = 95
Efficience à la parcelle (Ep en %) 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 %
Besoins bruts des cultures (m3/ha/j) 66 53 44 38 33 29
Main
D’eau
M
5 3,3 4,1 4,9 5,7 6,6 7,4
7,5 4,9 6,2 7,4 8,6 9,8 11,1
10 6,6 8,2 9,8 11,5 13,1 14,8
12,5 8,2 10,3 12,3 14,4 16,4 18,5
15 9,8 12,3 14,8 17,2 19,7 22,2
20 13,1 16,4 19,7 23,0 26,3 29,5
S ha T h j M m h
( ) ( / ) ( 3
/ ) 3
B m ha
( / /j)
b
MAX
MAX =

37
SECTEUR EN HECTARE & SECTEURS DES GIC
SURFACE MAXIMALE DU SECTEUR EN FONCTION DE TMAX ET DE LA MAIN D'EAU
COMPARÉE A LA TAILLE DES SECTEURS DES GIC ÉTUDIÉS
BESOIN JOURNALIER DES CULTURES (m3/ha/j) 25
EFFICIENCE DU RESEAU DE DISTRIBUTION( Er en %) 95%
Efficience à la parcelle (Ep en %) 80%
BESOIN BRUT DES CULT. (m3/ha/j) 33
T max (h/j) Main d'eau (l/s)
SECTEURS
12 10 13,1 24,4 20,2 22,5 28,4 30,7 BLED ABIDA
15 10 16,4 36,5 24,0 24,0 36,8 BIR HADJ SADOK
20 10 21,9 32,2 26,4 23,8 21,5 25,2 21,4 21,0 29,6 24,7 HAJEB 8
16 10 17,5 25,7 30,1 26,2 26,8 29,1 28,8 SABS 3
13,75 10 15,0 27,7 22,7 19,1 17,4 23,2 26,1 27,8 31,5 SABS 2

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