Fiches techniques Bonnes pratiques de gestion des eaux pluviales et de conservation des sols 29 Irrigation de Surface à raie par siphon Milieu rural système de micro captage Final draft du 30-11-2015 Données techniques AMENAGEMENT DES SILLONS Longueur des Sillons La longueur des sillons dépend de la pente du terrain naturel, du type du sol, du débit d'eau, de la dose d'irrigation, des pratiques agricoles et de la longueur du champ. Figure 1: irrigation à la raie par siphon Définition Elle consiste à couvrir partiellement le sol par l eau qui, ensuite, s infiltre latéralement et remonte par capillarité. Au lieu de s étendre sur toute la surface, l eau quittant le canal d amenée ruisselle puis s infiltre dans les rigoles bordant les billons sur lesquels sont implantées les cultures. S infiltrant latéralement et remontant par capillarité, elle atteint les racines. Possibilités d utilisation de l eau collectée Eau de consommation Autres usages domestiques +++: bon; ++: moyen; +: faible Conditions d implantation Situation géographique - Précipitations - Occupation du sol Arrosage Irrigation Infiltration Recharge des nappes +++ ++ Topographie une pente de 0.2 à 3 % Reserve utile en eau du sol Profondeur de sol - Types de cultures recommandées Techniques alternatives cultures semées en billon telle que la betterave à sucre et la pomme de terre. Pente Un sillon est d'autant plus long que la pente du terrain est plus forte. Mais pour éviter l'érosion, la pente du sillon ne doit pas être supérieure à 0,5 %. Les sillons peuvent aussi être aménagés en bassins longs et étroits, mais ils doivent avoir une pente au moins égale à 0,05 % pour assurer le drainage des eaux excédentaires d'irrigation et l'évacuation des eaux de pluie. Si la pente du terrain naturel est supérieure à 0,5 %, et pour garder la pente du sillon dans des limites admissibles, les sillons seront tracés en biais ou bien le long des courbes de niveau. Cette technique s'applique jusqu'à une limite maximum de 3 % de pente du terrain naturel. Au-delà de cette limite, les risques d'érosion sont réels et des brèches sont à craindre dans les billons. Dans les terrains à forte pente, le terrain est d'abord aménagé en terrasses (voir irrigation par bassins), à l'intérieur desquelles les sillons seront tracés. Type de sol L'eau s'infiltre très rapidement dans le sable. Pour cela les sillons doivent être courts (longueur inférieure à 110 m) en sols sableux, de sorte que l'eau puisse atteindre l'extrémité du sillon, sans que les pertes par percolation soient, excessives. Par contre, le taux d'infiltration de l'eau est très faible dans l'argile. Par suite, la longueur des sillons pourrait être plus grande en sols argileux qu'en sols sableux. Débit du courant d'eau Pour un sillon de longueur moyenne, les débits des courants d'eau les plus usuels sont de l'ordre de 0,5 1/s. Pour des débits plus forts, la vitesse d'écoulement est plus importante, et la longueur du sillon est elle aussi importante. Les risques d'érosion et la pente du terrain vont limiter le débit maximum du courant d'eau à dériver dans le sillon. En aucun cas le débit unitaire du sillon ne doit être supérieur à 3 l/s. Techniques applicables dans des conditions similaires et/ou pour les mêmes buts. Dose d'arrosage
La longueur d'un sillon varie dans le même sens que la dose d'arrosage. En effet avec une dose d'arrosage forte les sillons peuvent être plus longs, car dans ce cas l'eau aura suffisamment de temps pour atteindre l'extrémité aval du sillon avant de s'infiltrer. Pratiques agricoles Lorsque les travaux de ferme sont mécanisés, les sillons seront longs pour faciliter les travaux agricoles. D'autre part, la gestion de l'eau est difficile avec des sillons courts. En effet, le passage des eaux d'un sillon à un autre est plus rapide dans les courts sillons que dans les longs sillons. Par contre, les pertes par percolation dans les courts sillons sont inférieures à celles dans les grands sillons, ce qui fait que la performance des premiers est supérieure à celle des derniers. Figure : Siphon Longueur du champ La longueur du sillon est égale à la longueur du champ au cas où cette dernière est très voisine de la longueur maximum du sillon. De même si la longueur du champ est inférieure à la longueur idéale du sillon, celui-ci sera tracé en fonction des limites du champ. MECANISATION L'irrigation à la raie se prête mieux à la mécanisation par siphon, par rampe à vannettes, par gaine souple ou par Trans irrigation. Irrigation par siphon Figure : Alimentation des raies par Siphons L'irrigation par siphon s'adapte bien à l'irrigation des raies. Les siphons en PVC, d'épaisseur 1,5 mm et de diamètre variant entre 20 et 43 mm, sont relativement légers lorsque leur longueur est comprise entre 1 et 1,5 m. Une charge de 10 cm est suffisante pour travailler dans des conditions adéquates. Les débits varient entre 0,25 et 2 l/s, respectivement pour une charge de 5 et 20 cm. On peut par ailleurs réaliser une irrigation à deux débits, soit en utilisant des diamètres différents, soit en utilisant des bouchons percés à l'extrémité des tubes ou tout simplement en jouant sur le nombre des siphons. Dans ce type d'irrigation, l'amorçage des siphons nécessite un entraînement et une certaine agilité pour mieux maîtriser l'irrigation. Il existe aussi de petites pompes à main pour effectuer cette tâche, mais l'amorçage risque d'être plus lent. Ce type d'irrigation est d'un intérêt certain car il permet d'éviter la construction d'une "séguia" d'amenée, et donc tous les travaux liés à la distribution. Il permet également de réduire l'érosion du sol à la tête de la raie. Par ailleurs, l'irrigation par siphon permet une bonne répartition de l'eau et présente un avantage du fait que l'investissement est faible. Irrigation par rampe à vannettes Ce type de matériel correspond mieux aux cultures irriguées à la raie et qui nécessitent peu d'interventions sur la parcelle. L'avantage réside dans la possibilité de réglage du débit par des vannettes coulissantes; qui offrent des positions d'ouverture de 25, 50, 75 et 100%. Par rapport aux siphons, on évite l'opération d'amorçage qui est un travail lent et fatigant. L'autre avantage réside dans le fait que les débits obtenus sont plus précis et fiables. Lorsqu'on remplace les vannettes par des cannes verticales qui alimentent des raies ou des planches; on obtient alors le système californien. Il est constitué d'une conduite enterrée sur laquelle on fixe des cannes dont on peut régler le débit ainsi que l'orientation du jet. La conduite enterrée, de diamètre variant de 160 à 300 mm, est relativement épaisse (3 à 5 mm). Cette technique présente l'avantage de ne pas gêner les travaux agricoles. Par contre, une étude de dimensionnement est nécessaire. Lorsque l'irrigation de toute la parcelle se fait en même temps, toutes les sorties sont ouvertes, sinon les sorties non utilisées doivent être fermées d'une manière étanche. 2015-11-30-Fiche-technique-Irrigation-surface-raie-siphon--version-final-draft-ocm page 2
Les gaines ne peuvent en aucun cas être utilisées pour élever l'eau et leur extrémité reste ouverte sous peine de destruction par une surpression. Les extrémités doivent donc être posées sur des objets d'une hauteur d'environ 1m. Figure : Tube à vannette Figure : Gaine Figure : irrigation gravitaire par gaine souple Figure : Vannette coulissante réglant débit dans la raie Irrigation par gaine souple La gaine souple est posée dans une rigole préparée à l'avance pour éviter les déplacements de la gaine une fois remplie d'eau. La pose peut être effectuée à l'aide d'un engin ou d'un petit tracteur. Les perforations peuvent être effectuées sur un ou deux côtés. Elles peuvent être standards ou selon les espacements des cultures. La gaine peut être munie de manchettes souples de dérivation qui permettent d'irriguer au centre des raies, sans se soucier d'un emplacement précis des perforations. Ce type d'irrigation, ayant une charge de 0,4 à 1 m, convient pour un sol relativement plat. Les débits de dérivation sont de l'ordre de 2 l/s. Les gaines sont facilement installées sur le terrain et demandent un investissement modeste. Cependant, elles présentent l'inconvénient d'être fragiles et le réglage des débits est peu précis. Figure : gaines aplaties au sol Le système californien Le système californien est une méthode dans laquelle les sont enterrées en tête de parcelle. Des cheminées verticales sortent en surface et emmènent l eau dans les raies d irrigation. Ces cheminées peuvent être régulées 2015-11-30-Fiche-technique-Irrigation-surface-raie-siphon--version-final-draft-ocm page 3
Inconvénients Avantages Fiches techniques - GEP et conservation des sols Irrigation de surface à la raie par siphon par des gaines souples ou vannette. C est un système fixe, il n y a donc aucune manipulation. Il ne gêne pas le passage des engins agricoles. Néanmoins sa pose demande des travaux d installation ainsi qu une étude hydraulique correcte. Figure : Système Californienne Avantages / Inconvénients Une partie seulement de la surface est affectée par le tassement et dégradation de structure DUS à l eau. Le feuillage des plantes basses, les melons par exemple, n est mouillé, ce qui limite les maladies. Ce mode d arrosage convient bien aux cultures nécessitant un buttage : pomme de terre, choux, poireau, haricot Les frais d aménagement sont réduits, du moins à partir du moment où tout un périmètre a été occupé. Trans irrigation La Trans irrigation de surface ou souterraine convient parfaitement à l'irrigation de la raie. La parcelle à irriguer par ce type d'irrigation est relativement grande et peut atteindre 6 ha. Une partie de l eau est perdue par lessivage sous les rigoles, surtout en sol léger. Dans les sols en pente, l érosion est à craindre si le débit est mal réglé. Dans les sols à forte salinité, la remontée capillaire peut concentrer le sol dans les billons. Une conduite en PVC rigide de diamètre 250 mm et d'épaisseur 4,9 mm est installée suivant une inclinaison régulière variant entre 0,25 et 0,6 % sur laquelle sont percés des orifices bien alignés et formant un angle de 30 par rapport à la verticale. Le diamètre des orifices est fonction du débit. L'ensemble du système n'est pas sous pression mais la charge au niveau de chaque orifice est créée par le déplacement d'un piston placé à l'intérieur de la conduite. Du fait du système, le débit s annule de lui-même au dernier trou, ce qui permet un contrôle très précis des doses. Le système peut être enterré ou à ciel ouvert. Il peut être complétement automatisé. Cependant, sa pose nécessite une étude hydraulique sérieuse et beaucoup de soin. Liste des matériaux et coûts Etapes de réalisation Préalables Avant de concevoir un réseau d irrigation, plusieurs facteurs doivent être analysés tels que : Les disponibilités de l eau en quantité et en période Les contraintes inhérentes au type de production qui pourraient être perturbées par tel ou tel mode d irrigation Les moyens humains présents sur l exploitation en nombre et en qualification. Entretien et maintenance Expériences réussies 2015-11-30-Fiche-technique-Irrigation-surface-raie-siphon--version-final-draft-ocm page 4
Exemples de réalisations réussies de la technique suivant l ordre de priorité suivant: Maroc, MENA, Afrique Subsaharienne et Amérique Latine Europe et Amérique du Nord. Description du projet Lieu Objectifs Année de réalisation Coût de réalisation Coût d entretien Impact socio-économique Impact écologique Appréciation des usagers Recommandations Références Références bibliographiques http://eau-agro-1.wikispaces.com/irrigation Auteurs: W. Klemm, D. L. Wake, N. E. El Hamoumi, J. Naim, C. Werner Dernière mise à jour: 30/11/2015 GIZ/Programme AGIRE http://www.agire-maroc.org/ GIZ/Programme AGIRE Tout matériel émanant du Programme AGIRE est librement disponible selon le concept open-source pour un développement des connaissances et une utilisation non-lucrative aussi longtemps que les sources d'information utilisées sont convenablement citées. Les utilisateurs devraient toujours mentionner, dans leurs citations, l'auteur, la source et le détenteur des droits. 2015-11-30-Fiche-technique-Irrigation-surface-raie-siphon--version-final-draft-ocm page 5