La Conduite et le pilotage de l’irrigation goutte à goutte en maraîchage

Eléments de l’étude de dimensionnement nécessaires à la conduite de l’irrigation

Les éléments issus de l’étude du dimensionnement du réseau d’irrigation localisée de l’exploitation choisie portent sur les caractéristiques de la source d’eau, de la culture, du sol et du matériel d’irrigation. Ces informations doivent être disponibles à tout moment pour les utiliser en cas de contrôle ou de problèmes de conduite de l’irrigation. La superficie de l’exploitation de tomate (figure 3) (voir fichier pdf) prise comme exemple est de 10,4 ha. Sa longueur est de 595 m et sa largeur est de 175 m. L’étude a défini un nombre de secteurs d’arrosage (Ns) de 8. Chaque secteur a une superficie Ss = 1,2 ha dont la longueur Ls = 145 m et sa largeur ls = 83 m (figure 3).

Données sur la source d’eau

La source d’eau est constituée par un forage situé en tête de l’exploitation (figure 3), dont le débit d’eau (Qs) est de 48 m3/h. La durée (d) de fonctionnement du pompage de l’eau à partir de ce forage est de 16 heures par jour. Le volume d’eau (V) disponible pendant une journée est V= Qs x d = 48 x 16 = 768 m3/jour.

L’eau pompée est chargée en sable d’où le choix d’un système de filtration composé d’un hydrocyclone et d’un filtre à disques. L’eau a un pH de 7,6 et un niveau en ion bicarbonate (HCO3-) de 5 meq/l. Cette eau n’est pas saline et ne contient ni algues ni bactéries.

La pression de l’eau à la sortie du forage et à l’entrée de la station de tête est de 3,1 bars. Le matériel d’injection d’engrais est un venturi qui travaille avec une pression d’entrée de 2,8 bars et une pression de sortie de 2,2 bars. La pression à la sortie de la station de tête doit être au minimum de 2,2 bars. La pression à l’entrée du secteur doit être de 1,2 bars.

Caractéristiques du matériel d’irrigation

Chaque ligne de tomate est irriguée à partir d’une rampe d’une longueur Lr =36 m (figure 3) portant des goutteurs espacés de 0,25 m (Eg) et ayant un débit Dg = 1,5 l/h à une pression d’un bar. Le nombre de goutteurs par rampe Ng = Lr/Eg = 36/0,25 = 144. Le débit de la rampe Dr = Ng x Dg = 144 x 1,5 = 216 l/h. L’écartement entre rampes Er = 1,5 m. Lee rampes sont placées de part et d’autre de chaque porte rampe. La largeur du secteur ls = 83 m. Le nombre de paires de rampes par porte rampe Nprpr = ls/Er = 83/1.5 = 55, et le nombre de rampes par porte rampe Nrpr=Nprprx 2 = 55 x 2 =110.

Le nombre de porte rampes par secteur Np=2. Le nombre total de rampes par secteur Ntr = Nrpr x Npr = 110 x 2 = 220. La longueur totale des rampes par secteur d’arrosage est Ltr = Ntr x Lr = 220 x 36 = 7920 m. Le nombre total de goutteurs par secteur Ntg = Ntr x Ng = 220 x 144= 31680. Le débit horaire d’un secteur d’irrigation:

Ds = Ntg x Dg = 31680 x 1,5 = 47520 l/h
La pluviométrie horaire d’un secteur Ps = Ds/Ss = 47.520/12.000 = 3,96 l/h = 3,96 mm/h (où Ss = 12.000 m² = superficie d’un secteur).

Exigences de la culture

Dans le cas de notre exemple, la tomate industrielle a été plantée en lignes simples, le 1 Avril à une densité de l’ordre de 26.000 plants à l’hectare. Les lignes de tomates (figure 4) (voir fichier pdf) sont espacées de 1,50 m et l’écartement entre les plants sur la ligne est de 0,25 m. On compte un goutteur par plant.

Les besoins bruts en eau d’irrigation en période de pointe (Bbp) sont estimés à 80 m3/ha/jour (8 mm/jour). Les besoins totaux en éléments fertilisants apportés ont été de 250 kg d’azote, 120 kg de P2O5 et 150 kg de K2O.

Connaissant les besoin brut en eau d’irrigation et le Volume (V) d’eau disponible à la source en m3/jour, la superficie maximale irrigable Sm = V/Bbp = 768/80 = 9,6 ha.

Information sur le sol de l’exploitation

La sol est limoneux, sa porosité est de 47%, sa perméabilité est de 13 mm/heure, et sa densité apparente est de 1,4. Son humidité à la capacité au champs (Hcc) en % du volume est de 30,8 soit 308 mm par mètre de profondeur; son humidité au point de flétrissement (Hpf) en % du volume est de 14 soit 140 mm par mètre de profondeur. La réserve utile est RU = Hcc – Hpf = 308-140 = 168 mm par m de profondeur.

Dans le cas du goutte à goutte, seul un pourcentage de la surface et du volume du sol est effectivement mouillé en continue. Dans le cas de notre exemple, on cherchera à humecter 0,50 m de part et d’autre de la rampe, soit une bande humectée bh = 1 mètre. La longueur totale des rampes par secteur d’arrosage est Ltr = 7920 m. La surface réellement humectée par secteur est Srh = Ltr x bh = 7920 x 1 = 7920 m². La proportion réellement humectée par rapport au secteur d’arrosage est égale à Prh = Srh/Ss = 7920/12000 = 66% = 0,66 (où Ss est la superficie totale du secteur en m²).

La dose nette maximale (en mm) d’arrosage est égale à DNM = RU x f x Z x Prh. La réserve utile RU =168 mm par m de profondeur. La fraction pratique de la RU f = 0,3. La profondeur (Z) des racines actives de la tomate industrielle à arroser est de 0,40 m. La DNM = 0,3 x 168 x 0,40 x 0,66 = 13,3 mm. Puisque la valeur des besoins en eau de pointe (Bbp = 8 mm) est inférieure à la DNM, l’irrigation de pointe pourra être réalisée en un seul apport journalier.