AMÉLIORER LE RÉSEAU HYDRAULIQUE, LE NIVELLEMENT ET LE DRAINAGE SOUTERRAIN D UN CHAMP : DES SOLUTIONS AU MAUVAIS RENDEMENT

Transcription

1 Photos : Véronique Gagnon, ing. junior. Club agro. Bois-Francs AMÉLIORER LE RÉSEAU HYDRAULIQUE, LE NIVELLEMENT ET LE DRAINAGE SOUTERRAIN D UN CHAMP : DES SOLUTIONS AU MAUVAIS RENDEMENT Par : Victor Savoie, ingénieur agricole MAPAQ, Centre-du-Québec Nicolet Cours offert par la Direction de la formation continue, le 18 février 2015 ITA Québec - Campus Saint-Hyacinthe Partie 2- Drainage de surface: Bien planifier avant d agir

2 Drainage de surface Évacuer l eau de ruissellement vers le réseau hydraulique; Répartir uniformément l eau et permettre l infiltration; Favoriser le passage de la machinerie. Photo: Agriculture laser service

3 Pourquoi réaliser un plan de drainage de surface? Évaluer la solution la plus efficace: évacuer l eau, planifier le réseau hydraulique et structure de protection contre l érosion Déplacer le moins de sol arable.sa matière organique est un potentiel de fertilisant par minéralisation élevé et important pour la structure des sols. Si l on décape les champs de leur sol arable,on diminue le potentiel de rendement. Permettre, d obtenir une meilleure qualité et efficacité des travaux et un meilleur retour sur l'investissement. Le plan comprend un arpentage, un design d aménagement, la localisation et le design des aménagements du réseau hydraulique (raie de curage, rigole d interception, avaloir et conduite, puits ou tranchées filtrantes, voie d eau engazonnée et chutes enrochées, etc.) Nivellement artisanale ( Lidar-MNS) : Les tendances des secteurs, pentes approximatives avec longueurs et largeurs Nivellement au laser (arpentage GPS) : Les largeurs, longueurs et pentes des secteurs Nivellement GPS (arpentage GPS) : Les données pour guider la niveleuse GPS Coût : Arpentage GPS ou station totale: 25 à 30 $ / ha Plan de drainage de surface : 15 à 30 $ / ha

4 Par exemple:. Un champ en pente forte l utilisation d un modèle numérique de terrain peut être suffisant pour planifier le travail de drainage de surface.. en terrain plat, un arpentage de précision (GPS, etc.) sera nécessaire pour planifier l aménagement. Le concepteur devra par contre tenir compte du type de niveleuses disponibles (laser ou GPS) et du drainage de surface voulu (égouttement ou régularisation de surface) pour réaliser son design.

5 Besoin d informations et de données Tout d abord obtenir un relevé topographique par arpentage GPS ou selon les besoins Lidar MNS etc.

6 Exemple d un plan d arpentage GPS Arpentage réalisé par club Durasol Centre du Québec

7 Analyse des données Voici une façon d analyser les données d élévation afin de concevoir un projet de drainage de surface de champs qui seront nivelés par secteur (partie de champs ayant des pentes longitudinale et transversale similaires) Surtout dans les cas de nivellement par niveleuse au laser ou artisanale.

8 Réaliser et analyser des profils longitudinaux Approche préconisée Exemple de contre-pente longitudinale Observer: changements de pentes, tendances et longueurs de pentes zones hautes (buttons) et basses du champ (dépressions) les endroits stratégiques pour localiser les structures hydroagricoles (rigole, tranchée, avaloir, chutes enrochées, etc.) Arpentage réalisé par club Durasol Centre du Québec

9 Les profils longitudinaux sont les plus importants à analyser : Approche préconisée Sens des opérations culturales (micro drainage, écoulement hypodermique) Les petits billons créés lors des cultures annuelles font obstacle à l écoulement de l eau latéralement Les dépressions longitudinales sont la cause des plus grands problèmes d égouttement Les pentes longitudinale ne peuvent être modifiées considérablement

10 Approche préconisée Analyse des profils longitudinaux Donnez-moi les tendances de ce profil?

11 Approche préconisée Conseil : Il sera intéressant d aligner plusieurs profils l un au-dessus de l autre pour visualiser et analyser les tendances de pentes longitudinales.

12 Approche préconisée Observations suite à l analyse des profils longitudinaux : Un secteur en pente faible en amont du champ est moins problématique pour l égouttement puisqu il gère seulement son eau Un secteur en pente forte situé en aval d un autre secteur est plus problématique pour l érosion puisqu il a plus d eau de surface et hypodermique à évacuer.

13 Approche préconisée Observations suite à l analyse des profils longitudinaux : Un secteur en pente faible situé en aval d un secteur en pente forte champ est plus problématique pour l égouttement puisqu il a plus d eau de surface et hypodermique à évacuer

14 Approche préconisée Observations suite à l analyse des profils longitudinaux : Exemple de secteurs ayant des pentes différentes que l on veut marier Pente forte suivie d une plus faible : Il est possible de modifier les pentes longitudinales de 2 secteurs sur de courte distance (moins de 50 mètres) afin d atténuer la différence de pente et limiter les problèmes d accumulation d eau au pied de la pente la plus forte

15 Approche préconisée Observations suite à l analyse des profils longitudinaux : Exemple de secteurs composés de petites buttes qui peuvent être éliminées Sur de courte distance, il est parfois avantageux d éliminer des petits buttons, afin d éliminer des dépressions et ou des rigoles. Règle du pouce : lorsque l on doit décaper plus de la moitié de l épaisseur du sol arable, il est préférable de le mettre de côté, de niveler et de le ramener sur le dessus.

16 Approche préconisée Analyse des profils transversaux Réaliser des profils transversaux dans chacun des secteurs ayant des pentes longitudinales similaires. À partir de ces coupes, porter attention sur : la largeur et la forme des planches existantes, la localisation des buttes et dépressions, la tendance des pentes latérales Conseil : Aligner les profils un au-dessus de l autre par secteur de pente longitudinale similaire. Permet d'évaluer le type d aménagements, et de regrouper les secteurs similaires. Arpentage réalisé par club Durasol Centre du Québec

17 Approche préconisée Analyse des secteurs semblables Suite à l analyse des profils longitudinales et latérales : localiser les secteurs semblables ( pentes longitudinales et transversales similaires) Donc à partir de secteur, il est possible de planifier du drainage de surface sans déplacer trop de terre, avec les structures nécessaires (réseau hydraulique) pour évacuer l eau. Important de décider avec le producteur, du type et des largeurs d aménagement les plus appropriés en fonction des risques, des propriétés du sol et des cultures Il existe des logiciels qui permette de calculer les déblais remblais et d obtenir le design qui déplacera le moins de sol

18 Exemple: 12 secteurs environ 86 m 3 /acre

19 15 secteurs environ 74 m 3 /acre

20 La conception d un projet de drainage de surface doit être planifié selon: Les pentes terrain Du déplacement minimum de sol arable Les aménagements existants Le réseau hydraulique existant et/ou à faire Risques associés au type de sol, cultures, risque d érosion Du besoin de drainage : aménagement pour faire de l égouttement régularisation des surfaces Des types de niveleuses utilisées et disponibles : artisanale (à panier-sole, etc.) muni d un laser muni d un GPS

21 Des risques associés : 1) aux propriétés physiques d un sol : Sol peu profond (changement textural, roc) Sol peu perméable (< 0.1 m/jour) Sol structure instable 2) aux cultures : Culture vivace (risque de gel dû à la glace) 3) à l érosion Pente Type de sol

22 Drainage de surface Nous pouvons dire qu il existe 3 types d aménagements : 1)Le modelage en planche : créer des pentes latérales d un terrain pour former des planches (en faîte, déphasées ou à 1 versant) et permettre un égouttement de surface en terrain plat Sol peu perméable Sol à structure instable (limon et sable fin) Cultures pérennes (redoux d hiver)

23 Modelage en planche = égouttement de surface 45 à 90 m Pente 0,1 à 0,3 % 1 :10 trans. Pente 0,3 % à 0,75 % Pente 0,1 à 0,3 % 1 :10 trans.

24 Lorsque l on construit des planches, il est parfois nécessaire de construire entre les planches, des raies de curage pour évacuer l eau de surface Pente minimum 0,10 % (lorsque possible) Environ 0,3 mètre de profond talus selon le type de sol 1 dans 1,5 ( argile) à 1 dans 3 (sable limoneux) 0,10% Photo Victor Savoie, MAPAQ Centre-du-Québec

25 Drainage de surface Nous pouvons dire qu il existe 3 types d aménagements : 1)Le modelage en planche : créer des pentes latérales d un terrain pour former des planches (en faîte, déphasées ou à 1 versant) et permettre un égouttement de surface en terrain plat Sol peu perméable Sol à structure instable (limon et sable fin) Cultures pérennes (redoux d hiver) 2)Le nivellement par secteur :en conservant les pentes longitudinales et latérales moyennes d un champ (niveleuse laser)

26 Nivellement par secteur: selon les pentes moyennes du champ Feuillet technique CPVQ inc. AGDEX Modifié par Victor Savoie ing. MAPAQ Nicolet

27 Drainage de surface Nous pouvons dire qu il existe 3 types d aménagements : 1)Le modelage en planche : créer des pentes latérales d un terrain pour former des planches (en faîte, déphasées ou à 1 versant) et permettre un égouttement de surface en terrain plat Sol peu perméable Sol à structure instable (limon et sable fin) Cultures pérennes (redoux d hiver) 2)Le nivellement par secteur :en conservant les pentes longitudinales et latérales moyennes d un champ (niveleuse laser) 3)L aplanissement : lorsque l on régularise la surface d un champ, en s assurant de faire sortir l eau de surface (niveleuse GPS)

28 Aplanissement : Régularisation de la surface d un champ, en s assurant de faire sortir l eau de surface Diapositive provenant de la conférence de Billy Beaudry agriculteur ITA St-Hyacinthe 2013

29 Règles de conception et exécution du drainage de surface Il arrive parfois à des endroits stratégiques, dans des zones humides ou pour couper la longueur d un champ, que l on doit intercepter l eau de ruissellement et/ou hypodermique perpendiculairement au champ. Mouvement de l eau Zone plus humide Réalisé par André Brunelle, MAPAQ Centre-du-Québec

30 Règles de conception et exécution du drainage de surface Solution : Construire une rigole d interception avec ou sans puits filtrants ou avec tranchée filtrante Photo Victor Savoie, MAPAQ Centre-du-Québec Photo MAPAQ Centre-du-Québec

31

32 Tranchée filtrante en copeaux de bois Tranchée filtrante en sable Photos : Victor Savoie, MAPAQ, Centre-du-Québec

33 Localisation des rigoles d interception avec ou sans puits filtrants ou tranchée filtrante 1. À la jonction de deux contre-pentes longitudinales. 2. À la jonction d une pente forte suivie d une pente faible. 3. En travers du champ en haut d un coteau 4. En travers du champ long et régulier afin de raccourcir la longueur des pentes.

34 Réalisation des travaux - Approche par étape Tous les travaux de drainage doivent être faits sur sol sec, préalablement labouré et hersé selon les cultures précédentes Lorsqu'il existe des planches existantes, un truc pour atténuer le déplacement du bon sol avant les travaux de nivellement serait de labourer en adossant vers la raie de curage en conservant au centre de cette dernière, la largeur d une roue de tracteur non labourée pour faciliter l écoulement de l eau le printemps suivant. Par la suite au printemps, un hersage permettra de combler cet espace libre et l on recommence Avant les travaux de nivellement, adosser dans la raie de curage à combler Pour améliorer l efficacité du travail, il est recommandé de herser entre les passages de la lame niveleuse pour ameublir le sol.

35 Exécution du drainage de surface Déplacer le moins de sol arable (potentiel et coûts) Conditions sèches ( qualité et l efficacité des travaux) Suite aux travaux : amendements (chaux, fumier, etc.) plante de couverture sous-soler Pourquoi? Améliore la structure Diminue les coûts Diminuer de grandes pertes de sol

36 Règles de conception et exécution du drainage de surface Donc planifier les aménagements et les cultures pour exécuter les travaux en conditions sèches : Travaux au printemps lorsque le terrain est sec Après la première ou deuxième coupe de foin Après une céréale Abandon de la culture et travaux en été

37 Attention : Après un nivellement, les pertes de sol peuvent être très élevées Projet d étang de Saint-Samuel avec M. François Chrétien, AAC, démontre l effet négatif du nivellement réalisé tard à l automne sans plantes de couverture Diapositive provenant de la conférence de Mikael Guillou, agronome, colloque Bassins versants Agri-vision 2013

38 Évaluer la machinerie la plus adéquate pour le type de travail Photo Victor Savoie, MAPAQ Centre-du- Québec Photos Victor Savoie, MAPAQ Centre-du-Québec Photo Benoit Laferrière Club Lavallière

39 Niveleuse artisanale-sole : Réaliser un croquis à partir d un M.N.T. comprenant la planification du réseau hydraulique, un design de drainage de surface, les dépressions à combler etc. Outil plus adapté pour les champs avec beaucoup de pente ( pente qui se voit à l œil) Photos Victor Savoie, MAPAQ Centre-du-Québec

40 Niveleuse au laser: Deux pentes (longitudinale, transversale) Utiliser les logiciels laser ( nivellement par secteur ou modelage en planche) Outil plus adapté et performant pour les champs avec des pentes faibles ( < %) Plus de temps pour la planification ( doit évaluer et créer plusieurs secteurs homogènes) Déplace parfois plus de terre

41 Niveleuse diriger avec GPS

42 Niveleuse diriger avec GPS Pentes qui change continuellement Doit utiliser les logiciels GPS Outil plus adapté et performant pour les champs avec pentes plus fortes et vallonnés Réalise plus de sorties d eau latérales Peu de temps pour la planification GPS. Donner des balises au logiciel-pente minimum, épaisseur de décapage max etc. Déplace normalement moins de terre qu au laser

43 N.B : Il existe maintenant de nouveau système de niveleuse GPS et logiciels très performants, pour optimiser le travail et le déplacement de sol. Les logiciels ne font pas de design. C est au concepteur de réaliser une analyse fine pour recommander des travaux efficaces et optimaux selon les besoins. Le concepteur peut donner des balises au logiciel pour réaliser son design soit par exemple : délimiter des zones de terrain à aménager les pentes minimums à respecter le décapage maximum un pourcentage de comblement, etc. Le concepteur remet une disquette au producteur et à l opérateur de la niveleuse GPS comprenant : des cartes de déplacements de sol qui peuvent être très intéressants avant de faire un choix final des données géoréférencées pour permettre de guider la niveleuse GPS Bien qu il soit très intéressant d utiliser cette technologie, ce ne sont pas toutes les entreprises qui la possède. Le conseiller et son client peuvent quand même, avec les cartes d élévation, planifier un aménagement de la façon présentée. Ce qui, dans bien des cas pourrait aider un niveleur expérimenté et des entreprises qui désirent réaliser le travail à l aide d une niveleuse avec ou sans laser.

44 Exemple nivellement GPS Diapositive provenant de la conférence de Billy Beaudry agriculteur ITA St-Hyacinthe 2013

45 Diapositive provenant de la conférence de Billy Beaudry agriculteur ITA St-Hyacinthe 2013

46 Problématique de mauvais nivellement: Décapage excessif

47 Problématique due à un manque de planification des structures d évacuation Attention lorsque l on fait un design de nivellement, prévoir les structures hydro-agricoles (chute enrochée, avaloir, voie d eau engazonnée, risberme, etc.) pour évacuer l eau sans créer de l érosion Photo J. Goulet, MAPAQ Centre-du-Québec

48 Érosion de berge suite à du nivellement

49 ATTENTION prévoir des structures hydro-agricoles (chute enrochée, avaloir, voie d eau engazonnée, risberme, etc.) pour évacuer l eau sans créer de l érosion Bande riveraine Photos : MAPAQ, Centre-du-Québec

50

51

52 Photo Victor Savoie, MAPAQ Centre-du-Québec Construction d une risberme avec chute enrochée et protection du drain

53 Problématique due à un manque de planification des structures d évacuation provoquant des chemins préférentiels Érosion en ravine Photo MAPAQ Centre-du-Québec

54 Construction d une voie d eau engazonnée Photo Victor Savoie, MAPAQ Centre-du-Québec