« Opérations Irrigation Matériaux et composantes des systèmes d’irrigation » : différence entre les versions
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Une pompe à aspiration doit se trouver à moins de 8 mètres (25 pieds) au-dessus de la source d’eau. Plus une pompe se trouve surélevée par rapport à la source, plus sa capacité à pomper sera réduite. La pompe puise l’eau grâce à son boyau de succion. Celui-ci est équipé d’un clapet de pied, composé d’un clapet anti-retour ainsi que d’une crépine pour éviter d'aspirer de gros débris qui pourraient endommager le système. Le clapet anti-retour permet au boyau de rester rempli même lorsque la pompe est arrêtée. Sans celui-ci, le tuyau de succion se remplira éventuellement d’air; la pompe sera alors désamorcée. Certaines pompes sont dites auto-amorçantes, c’est-à-dire qu’elles ont la capacité de pomper l’air et faire monter l’eau d’elles-mêmes. D'autres devront être amorcées manuellement, en ajoutant de l’eau pour remplir le boyau de succion, ou en utilisant une pompe à amorçage manuel. Pour une pompe à aspiration, il est préférable que la pompe et la station de pompage se trouvent le plus près possible de la source d’eau. | Une pompe à aspiration doit se trouver à moins de 8 mètres (25 pieds) au-dessus de la source d’eau. Plus une pompe se trouve surélevée par rapport à la source, plus sa capacité à pomper sera réduite. La pompe puise l’eau grâce à son boyau de succion. Celui-ci est équipé d’un clapet de pied, composé d’un clapet anti-retour ainsi que d’une crépine pour éviter d'aspirer de gros débris qui pourraient endommager le système. Le clapet anti-retour permet au boyau de rester rempli même lorsque la pompe est arrêtée. Sans celui-ci, le tuyau de succion se remplira éventuellement d’air; la pompe sera alors désamorcée. Certaines pompes sont dites auto-amorçantes, c’est-à-dire qu’elles ont la capacité de pomper l’air et faire monter l’eau d’elles-mêmes. D'autres devront être amorcées manuellement, en ajoutant de l’eau pour remplir le boyau de succion, ou en utilisant une pompe à amorçage manuel. Pour une pompe à aspiration, il est préférable que la pompe et la station de pompage se trouvent le plus près possible de la source d’eau. | ||
{{ImageTrois RangéeUne|Irrigation Pompe à succion Filtre à tamis MBrisset.JPG|3=Irrigation Pompe à succion Filtre à tamis MBrisset.JPG|5=Irrigation Pompe à succion Bidon essence dessus MBrisset.JPG|7='''Figure 4.''' Pompes à succion}} | |||
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=== Filtres === | === Filtres === | ||
Pour éviter d’endommager ou d’user de façon prématurée les différentes composantes du système d’irrigation, il est important que l’eau qui y circule soit exempte de particules. Il existe plusieurs stratégies de filtration, incluant les bassins de sédimentations, les séparateurs à sable vortex, les filtres au sable, les filtres à tamis et les filtres à disque. On choisit la ou les stratégies à utiliser, seules ou en combinaison, selon la taille et la nature des particules à filtrer. | Pour éviter d’endommager ou d’user de façon prématurée les différentes composantes du système d’irrigation, il est important que l’eau qui y circule soit exempte de particules. Il existe plusieurs stratégies de filtration, incluant les bassins de sédimentations, les séparateurs à sable vortex, les filtres au sable, les filtres à tamis et les filtres à disque. On choisit la ou les stratégies à utiliser, seules ou en combinaison, selon la taille et la nature des particules à filtrer. | ||
{{ImageUne|Irrigation Filtres Crépine et tamis.jpg|'''Figure 3.''' Combinaison de composantes pour la filtration d'un système d'irrigation par goutte-à-goutte}} | |||
Le numéro de maille (mesh number) est une norme américaine pour la taille des ouvertures d’un filtre et fait référence au nombre de trous sur un pouce linéaire : plus le numéro de maille est grand, plus les trous sont petits et plus le filtre pourra retenir des particules fines. À titre d’exemple, on considère que les tuyaux goutte-à-goutte requièrent une filtration à 150 mesh (des trous d’un diamètre d’environ 90 microns, ou 0,09 mm). Le tableau 3 présente les numéros de maille en fonction de la taille des particules. | Le numéro de maille (mesh number) est une norme américaine pour la taille des ouvertures d’un filtre et fait référence au nombre de trous sur un pouce linéaire : plus le numéro de maille est grand, plus les trous sont petits et plus le filtre pourra retenir des particules fines. À titre d’exemple, on considère que les tuyaux goutte-à-goutte requièrent une filtration à 150 mesh (des trous d’un diamètre d’environ 90 microns, ou 0,09 mm). Le tableau 3 présente les numéros de maille en fonction de la taille des particules. | ||
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Typiquement, la filtration commence avec une crépine au bout du tuyau de succion et se complète avec un filtre à tamis. Il est parfois nécessaire d’ajouter un filtre à tamis secondaire pour l’irrigation au goutte-à-goutte, sans quoi les goutteurs risquent de se colmater. | Typiquement, la filtration commence avec une crépine au bout du tuyau de succion et se complète avec un filtre à tamis. Il est parfois nécessaire d’ajouter un filtre à tamis secondaire pour l’irrigation au goutte-à-goutte, sans quoi les goutteurs risquent de se colmater. | ||
La dimension du filtre à tamis principal dépend de la qualité de l’eau, du débit de l’eau et de l’intervalle de nettoyage souhaité. | La dimension du filtre à tamis principal dépend de la qualité de l’eau, du débit de l’eau (Tableau 4) et de l’intervalle de nettoyage souhaité. | ||
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Boivin, C., Taillon, P.-A., Deschênes, P., Méthé, A. et Brisset, M. (2022).
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Matériaux et composantes d’un système d’irrigation
Pompes
Une pompe est un dispositif permettant d’aspirer un liquide par une entrée et de le refouler par une sortie. Les pompes utilisées en irrigation sont soit actionnées par un tracteur via sa prise de force (PDF), par un moteur électrique ou par un moteur à essence ou diesel.
Il existe plusieurs catégories de pompes. En irrigation agricole, les pompes les plus communes sont les pompes centrifuges (Figure 1), alors que les pompes volumétriques sont peu utilisées.
Types de pompe
On sélectionne une pompe selon le débit et la pression requise. Attention, l’indication des maximums de puissance (hp), de pression (psi) et de débit (litre/minute) n'est pas représentatif de la capacité de la pompe. Le type de pompe à choisir (aspiration, à jet et submersible) dépend de la hauteur entre la source d’eau et la pompe, que l’on nomme hauteur d’aspiration.Tableau 1. Types de pompes et leur hauteur d’aspiration
| Type de pompe | Hauteur d’aspiration | |
|---|---|---|
| Mètres | Pieds | |
| Aspiration | 0 à 8 | 0 à 25 |
| À jet | 0 à 27 | 0 à 90 |
| Submersible | 8 à 91 | 25 à 300 |
Pompe à aspiration
Une pompe à aspiration doit se trouver à moins de 8 mètres (25 pieds) au-dessus de la source d’eau. Plus une pompe se trouve surélevée par rapport à la source, plus sa capacité à pomper sera réduite. La pompe puise l’eau grâce à son boyau de succion. Celui-ci est équipé d’un clapet de pied, composé d’un clapet anti-retour ainsi que d’une crépine pour éviter d'aspirer de gros débris qui pourraient endommager le système. Le clapet anti-retour permet au boyau de rester rempli même lorsque la pompe est arrêtée. Sans celui-ci, le tuyau de succion se remplira éventuellement d’air; la pompe sera alors désamorcée. Certaines pompes sont dites auto-amorçantes, c’est-à-dire qu’elles ont la capacité de pomper l’air et faire monter l’eau d’elles-mêmes. D'autres devront être amorcées manuellement, en ajoutant de l’eau pour remplir le boyau de succion, ou en utilisant une pompe à amorçage manuel. Pour une pompe à aspiration, il est préférable que la pompe et la station de pompage se trouvent le plus près possible de la source d’eau.
Pompe à jet
Une pompe à jet, utilisée entre autres pour les puits de surface, peut être utilisée pour une source d’eau qui se trouve jusqu’à 27 mètres (90 pieds) de profondeur. Lorsque le système de jet est installé au fond du puits, si le jet est installé à même la pompe, la hauteur d’aspiration maximum est de 8 mètres (25 pieds) tout comme une pompe à aspiration. Pour connaître le mode de fonctionnement d'une pompe à jet, voir la vidéo 1 (en anglais).
Pompe submersible
Contrairement aux autres types de pompes, la pompe submersible (Figure 2) se trouve à l’intérieur du liquide à déplacer. Elle n’a donc pas à aspirer l’eau, mais seulement à la pousser vers sa destination. Cela lui confère plusieurs avantages : elle est auto-amorçante et maintient son amorçage; elle est peu sujette à la cavitation (formation de bulles); elle est plus efficiente que les autres types de pompe. Par contre, elle est moins facilement accessible pour la maintenance préventive et plus sujette à la corrosion.
Dispositifs de démarrage et d'arrêt
Le démarrage et l’arrêt d’une pompe peuvent se faire de façon automatique ou manuelle, mais la façon diffère selon qu’il s’agisse d’une pompe électrique ou à essence (tableau 2).
Tableau 2. Équipement requis pour le démarrage et l’arrêt d’une pompe
| Pompe à essence | Pompe électrique | |
|---|---|---|
| Démarrage et arrêt manuel |
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| Démarrage manuel, arrêt automatique |
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| Démarrage et arrêt manuel à distance |
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| Irrigation automatique |
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Filtres
Pour éviter d’endommager ou d’user de façon prématurée les différentes composantes du système d’irrigation, il est important que l’eau qui y circule soit exempte de particules. Il existe plusieurs stratégies de filtration, incluant les bassins de sédimentations, les séparateurs à sable vortex, les filtres au sable, les filtres à tamis et les filtres à disque. On choisit la ou les stratégies à utiliser, seules ou en combinaison, selon la taille et la nature des particules à filtrer.
Le numéro de maille (mesh number) est une norme américaine pour la taille des ouvertures d’un filtre et fait référence au nombre de trous sur un pouce linéaire : plus le numéro de maille est grand, plus les trous sont petits et plus le filtre pourra retenir des particules fines. À titre d’exemple, on considère que les tuyaux goutte-à-goutte requièrent une filtration à 150 mesh (des trous d’un diamètre d’environ 90 microns, ou 0,09 mm). Le tableau 3 présente les numéros de maille en fonction de la taille des particules.
Tableau 3. Maille de filtre nécessaire selon la grosseur des particules à filtrer
| Classification du sol | Dimension des particules | Numéro de maille (mesh) | ||
|---|---|---|---|---|
| mm | microns | po | ||
| Sable très grossier | 1,00-2,00 | 1000-2000 | 0,0393-0,0786 | 18-10 |
| Sable grossier | 0,50-1,00 | 500-1000 | 0,0197-0,0393 | 35-18 |
| Sable moyen | 0,25-0,50 | 250-500 | 0,0098-0,0197 | 60-35 |
| Sable fin | 0,10-0,25 | 100-250 | 0,0039-0,0098 | 160-60 |
| Sable très fin | 0,05-0,10 | 50-100 | 0,0020-0,0039 | 270-160 |
| Limon | 0,002-0,05 | 2-50 | 0,00008-0,0020 | 400-270a |
| Argile | < 0,002 | < 2 | < 0,00008 | - |
a 400 mesh est la plus petite ouverture, i.e. environ 0,03 mm
Source : GAE-3002 Irrigation, Université Laval
Typiquement, la filtration commence avec une crépine au bout du tuyau de succion et se complète avec un filtre à tamis. Il est parfois nécessaire d’ajouter un filtre à tamis secondaire pour l’irrigation au goutte-à-goutte, sans quoi les goutteurs risquent de se colmater.
La dimension du filtre à tamis principal dépend de la qualité de l’eau, du débit de l’eau (Tableau 4) et de l’intervalle de nettoyage souhaité.
Tableau 4. Dimension de filtre à tamis nécessaire selon le débit d’eau prévu
| Capacité selon le fabricant1 | Capacité réelle2 | Dimension du filtre |
|---|---|---|
| 30 GPM | 19 GPM | 1" |
| 60 GPM | 39 GPM | 1,5" |
| 110 GPM | 71 GPM | 2" |
| 180 GPM | 117 GPM | 3" |
1 Selon Amiad
2 Selon Dubois Agrinovation
Régulateur de pression
Le régulateur de pression sert à réduire et maintenir la pression désirée dans le système.Un régulateur de pression a besoin d’au moins 5 PSI de pression de plus que la pression pour laquelle il régule. Si la pression est connue et constante, on s’assure de connaître et de contrôler la quantité d’eau appliquée aux cultures. Le choix d’un régulateur de pression se fait selon la pression et le débit requis. Notez que les régulateurs doivent être installés dans le bon sens (la flèche “flow” dans le même sens que la circulation de l’eau) sans quoi tout s’arrête.
Légende de l’image: La pression d’eau à l’arrivée d’un régulateur de pression de 10 PSI tel qu’illustré ici doit être d’au moins 15 PSI.
Un tableau qui résume les intervalles d’opérations pour différents régulateur de pression (débit min/max, pression d’opération, pression maximum et calibre des tuyau d’arrivée et de sortie) se trouve ici: https://www.senninger.com/guide-pressure-regulation
Manomètre
Un manomètre est un instrument peu coûteux servant à mesurer la pression. Les manomètres sont utilisés entre autres pour vérifier rapidement le niveau d’obstruction d’un filtre, détecter des fuites, ou autres défaillance du système d’irrigation. Si la pression à la sortie d’un régulateur et d’un filtre est inférieure à la pression du régulateur, c’est signe qu’il est temps de nettoyer ce filtre, sans quoi la saleté et les débris seraient distribués dans le reste du système.
On met des manomètres avant et après les filtres, ainsi qu’à tous les endroits dans le système où on désire connaître la pression.
Réservoir à pression
Un réservoir de pression est un réservoir étanche d’eau qui contient également de l’air sous pression. Cet équipement est souvent utilisé pour l’irrigation en serre, mais aussi en champ dans un contexte où on utilise un irrigation automatisée avec de nombreux cycles d’arrosage. On utilise un réservoir en combinaison avec un pressostats qui sert à diminuer le nombre de départs/arrêts de la pompe. Sans celui-ci, la pompe ferait des cycles de départs et d’arrêts plusieurs fois par seconde lorsque la demande en eau est faible et sa durée de vie en serait grandement diminuée. Le principe est simple: la pompe s’active seulement lorsque la pression dans le réservoir tombe en dessous d’une certaine valeur, puis s’arrête quand la pression atteint une certaine valeur. Cette variation de pression en fonction du volume d’eau est rendue possible grâce à une propriété bien simple de l’air, soit qu’elle est compressible, contrairement à l’eau.
Légende: Il existe différents types de réservoir à pression.
Acheminement
À la sortie de la pompe, l’eau d’irrigation doit être acheminée vers les parcelles en culture, comme le montre le schéma suivant:
Lors de la planification du système d’irrigation, il faut d’abord décider si les conduits seront souterrains ou en surface, selon les considérations suivantes:
- La distance entre la source d’eau et les champs à irriguer;
- La nécessité ou non de déplacer ces conduits;
- Le besoin ou non de circuler sur les conduits;
- La stratégie pour la gestion des conduits lors des travaux de sols;
- La résistance au gel et l’exposition au soleil;
- Les besoins d'expansion;
- Le prix.
Le tableau 5 résume les avantages et les inconvénients de chaque stratégie.
Tableau X - Avantages et désavantages de l’enfouissement ou non des conduits d’eau
Tableau 5. Titre
a Texte
Source : Texte
Après les conduits principaux, le transport de l’eau peut se faire dans des tuyaux flexibles ou rigides. Voici les caractéristiques, les avantages, les inconvénients et les applications communes pour les types de conduits les plus utilisés en maraîchage diversifiés.
Boyaux flexible plat en vinyle (Layflat)
On choisit la qualité du boyau selon la pression d’eau qu’il devra supporter. Le layflat bleu est utilisé jusqu’à 75 psi, le vert jusqu’à 90 psi et le rouge jusqu’à 120.
Ce type de boyau est utilisé pour transporter de l’eau sur de longues distances. On peut rouler dessus et on peut le déplacer relativement facilement. Il est par contre peu résistant et on doit faire attention pour ne pas le percer avec la machinerie ou les outils.
Un réseau en Layflat est connecté avec des adaptateurs à insertion et des collets.
Tuyau flexible en polyéthylène, ovale ou standard (carlon)
On choisit la qualité du boyau selon la pression d’eau qui sera utilisée. Un code de couleurs commun chez plusieurs fournisseurs permet de différencier deux qualités : un tuyau avec un ligne blanche peut supporter une pression maximale de 75 psi alors qu’un tuyau avec une ligne bleue peut supporter une pression maximale de 100 psi.
Ces tuyaux sont facilement déplaçables mais ne résistent pas à la circulation. On les utilise entre autres comme conduite secondaire et comme conduite latérale pour un réseau d'asperseurs. Ils sont aussi assez communs pour des conduites d’irrigation souterraine de petites tailles.
Lors du perçage de tuyaux en polyéthylène pour l’installation de valves de goutte-à-goutte ou de gicleurs, il faut s’assurer de percer au niveau de la ligne afin que les trous soient tous orientés de la même façon. Pour ce type d'installation, on utilise les boyaux de type ovale qui sont plus minces et plus flexibles, mais moins résistants à la pression.
Ces boyaux se connectent entre eux avec des adaptateurs à insertions et des collets. Pour faciliter l'installation, on peut chauffer le tuyau avec une torche ou un pistolet à chauffer (Heat gun) pour qu’il prenne de l'expansion. Chauffer le plastique juste avant de resserrer le collet rend l’installation plus solide.
Boyau flexible en caoutchouc
Ces tuyaux, plus dispendieux, sont typiquement utilisés pour transporter l’eau sur de courtes distances, comme entre le conduite principale et le conduit secondaire ou entre le conduit secondaire et le conduit latéral. Cela permet de laisser le conduit latéral en place et d’alimenter chacune des lignes en rotation en utilisant le boyau flexible selon les besoins.
Ces boyaux se connectent entre eux avec des connecteurs de type CamLock.
On retrouve aussi dans cette catégorie la version haut de gamme (en caoutchouc) du classique boyau d’arrosage à jardin.
Conduit d’aluminium rigide
Ces conduits rigides viennent en différentes sections. On connecte les sections les unes aux autres pour se rendre à l’endroit à irriguer. Les sections peuvent être équipées ou non de gicleurs. Ces tuyaux sont très durables, résistants, et relativement facile à déplacer moyennant une stratégie de transport. On ne peut pas rouler dessus. Il existe différents diamètres de conduits en aluminium.
Tuyau rigide HDPE (high density polyethylene)
Ces tuyaux ne sont pas déplaçables et sont principalement utilisés pour les conduits souterrains. Les connexions entre les sections sont permanentes et doivent être faites avec une machine spécialisée qui fusionne le plastique. Les sorties d’eau sont prévues à des endroits spécifiques.
Quincaillerie de connexion
Pour connecter toutes les parties du système d’irrigation, une quincaillerie adaptée est nécessaire. Les équipements exclusifs aux systèmes par goutte-à-goutte et par aspersion sont présentés dans leurs sections respectives. La quincaillerie nécessaire dépend de la grosseur et du type de tuyaux utilisés, ainsi que du design du système et des chemins à parcourir.
Pour les connecteurs, on distingue les connexions de type "insertion" et les connexions de type “vissées”. Les connections de type vissées comporte un embout “mâle” qui se visse dans un embout “femelle” alors que les connections de type “insertion” comporte seulement un embout “mâle” qui s’insère dans un tuyau plus ou moins rigide faisant office d’embout “femelle” et qu’on sécurise avec un ou deux collet.
Filet Hose
Ces connecteurs vissés sont munis d’un joint d’étanchéité (côté femelle). Il est inutile d’utiliser du ruban téflon sur la partie mâle dans ce cas.
Filet conique NPT
Le système NPT (national pipe thread) est une norme américaine pour les raccords hydrauliques. Il s’agit de filet conique où l’étanchéité se fait au niveau du filet. Ce type de connexion vissée ne comporte donc pas de joint d’étanchéité. Il faut recouvrir les filets mâles de téflon avant de les visser. L’acronyme MPT signifie Male Pipe Thread alors que FPT signifie Female Pipe Thread.
Insertion (hose barb)
Les connexions de type insertion sont disponibles en plusieurs tailles. On les utilise entre autres pour connecter les tuyaux en polyéthylène (carlons) et les tuyaux lay-flat entre eux. Ces connexions doivent être sécurisées avec des collets.
Connecteurs
Les filets coniques et les connexions insertion se combinent pour obtenir toute la quincaillerie nécessaire au montage de lignes et de systèmes d’irrigation.
- Un mamelon est une connexion droite (longueur variable) avec un filet mâle aux deux extrémités.
- Un manchon est une connection droite avec un 2 embouts femelles filetés.
- Une union droite est une connexion droite avec un embout à insertion (mâle) de chaque côté. On pourrait l’utiliser pour réparer une fuite par exemple, en retirant la section de tuyau abîmée puis en reconnectant un tuyau neuf grâce à des unions droites.
- Un réducteur est une connexion qui permet de connecter deux tuyaux ou accessoires de diamètres différents. Les embouts peuvent être filetés ou insérés, ou les deux.
- Un bouchon est utilisé pour terminer un système. Il existe des bouchons avec des embouts à insertion ainsi que des bouchons filetés (mâle ou femelle).
- Un adaptateur est un embout dont un des côtés est une connexion à insertion et l’autre est fileté (mâle ou femelle). Les deux bouts peuvent être de la même taille ou de tailles différentes.
- Selon le design du système, il est probable qu’il soit nécessaire d’utiliser d’autres connexions telles que des coudes, des T et des croix. Ces connexions sont disponibles avec des embouts à insertion ou vissées, avec les différentes sorties de la même taille ou de tailles différentes.
Camlock
Les CamLock sont utilisées pour les connexions qui doivent être souvent déconnectées et re-connectées. Grâce à ce système, on peut y arriver sans avoir recours à des outils, ce qui accélère les manipulations. Ces connecteurs sont disponibles en aluminium et en polypropylène et peuvent être connectés au reste du système avec un embout fileté (mâle ou femelle) ou inséré. Ils sont disponibles en différentes tailles.
Les connections de type “CamLock”
Légende: Les différents connecteurs de type “CamLock”
Valves
Une valve régule la circulation d’eau. Les valves sont disposées dans le système de manière à pouvoir alimenter certaines parties du réseau selon les besoins, sans avoir à tout démonter. Il existe plusieurs types de valves (guillotine, vis pointeau, papillon, bille) qui ont chacune leurs caractéristiques.
- La valve à guillotine (gate valve) permet de réduire le débit, mais est mal adaptée à cette fonction. Ce type de valve exerce une légère restriction et occasionne une perte de charge faible lors de l’ouverture complète du mécanisme. L’ouverture et la fermeture sont lentes comme on doit faire plusieurs tours pour y arriver.
- Le robinet à soupape (globe valve) est bien adapté pour le contrôle de débit lors d’une ouverture partielle. L’ouverture et la fermeture sont lentes. Ce type de valve exerce un restriction importante et une perte de charge élevée, même lors de l’ouverture complète du mécanisme.
Robinet à soupape (globe valve)
- La valve à boisseau (plug valve) n’est pas bien adaptée pour le contrôle de débit lors de l’ouverture partielle. L’ouverture et la fermeture sont rapides; il suffit de tourner la valve d’un quart de tour pour alterner entre l’ouverture complète et la fermeture complète. Ce type de valve exerce un restriction importante et une perte de charge élevée, même lors de l’ouverture complète du mécanisme.
- La valve vis-pointeau (needle valve?) est bien adaptée pour le contrôle de débit lors de l’ouverture partielle. L’ouverture et la fermeture sont également lentes. Ce type de valve constitue un restriction importante et une perte de charge élevée, même lors de l’ouverture complète du mécanisme.
Vanne à pointeau
- La valve papillon (butterfly valve), la valve à bille (ball valve) et la valve à boisseau sont très rapides à ouvrir et à fermer; il y a seulement un quart de tour entre l’ouverture et la fermeture complète. Elles sont bien adaptées (sauf la valve à boisseau) au contrôle du débit, avec une précision discutable toutefois. La perte de charge lors de l’ouverture complète est faible.
Légende: Une valve papillon, en position ouverte et fermée
Valve à bille
(aussi appelée valve à tournant sphérique ou à boisseau sphérique)
Robinet à boisseau (plug valve) type de valve peu adapté pour le contrôle de débit lors de l’ouverture partielle
- La valve électrique (ou électrovanne) requiert une pression d’eau pour fonctionner. L’ouverture et la fermeture se font avec une commande électrique à faible voltage (6 à 24 volts). Il n'est pas possible de contrôler le débit avec une valve électrique classique, puisqu’elle dispose de 2 positions fixes (ouvert ou fermé)
Légende: Une valve électrique à solénoïde
Tableau 6. Caractéristiques des différentes valves utilisées en irrigation
| Nom français | Nom anglais | Ouverture/fermeture | Contrôle du débit | perte de charge à l’ouverture complète |
|---|---|---|---|---|
| Valve à guillotine | Gate valve | Lente | Possible mais mal adaptée | Faible |
| Valve à soupape | Globe valve | Lente | Précis et bien adaptée | Importante |
| Valve à boisseau | Plug valve | Rapide | Possible mais mal adaptée | Faible |
| Valve vis-pointeau | Needle valve | Lente | Précis et bien adaptée | Importante |
| Valve papillon | Butterfly valve | Rapide | Pas précis mais bien adapté | Faible |
| Valve à bille | Ball valve | Rapide | Pas précis mais bien adapté | Faible |
| Valve électrique | Electric valve | Rapide | Non | Importante |
Système hors gel
Le gel est un facteur à considérer lors de la planification des stratégies d’irrigation. En effet, le gel peut endommager les composantes du système d’irrigation si elles ne sont pas adaptées, correctement entretenues, vidangées ou entreposées. Comme l’eau prend de l'expansion lorsqu’elle gèle, tous les équipements (pompes, filtres, tuyaux, etc.) qui en contiennent et qui ne sont pas à l’abri du gel, sont susceptibles aux bris. Si l’eau est nécessaire lors des périodes de gel, il est important de choisir une stratégie adaptée, en optant pour un système souterrain par exemple. Il est alors possible d’utiliser des sorties d’eau hors gel ainsi que des valves hors gel pour l’utilisation du système. Ces équipements se connectent au système à la source d’eau qui se trouve sous la ligne de gel et sont accessibles de l’extérieur. Lors de la fermeture du robinet, l’eau présente dans le tuyau se draine de façon à protéger l’équipement.
Application d’eau : goutte-à-goutte et aspersion
On distingue deux stratégies principales d’application d’eau en maraîchage diversifié: le goutte-à-goutte et l’aspersion. Chacun des systèmes possède ses avantages et ses inconvénients et la plupart des fermes utilisent les deux. Plusieurs facteurs, comme la culture, le système de production, la disponibilité de l’eau, la taille des parcelles et le type de sol, entrent dans l’équation lors du choix de la stratégie d’application d’eau. Le tableau 7 résume les caractéristiques de chacune des stratégies.
Tableau 7. Comparaison des stratégies d’application d’eau
| Goutte-à-goutte | Aspersion |
|---|---|
| Avantages | |
|
|
| Inconvénients | |
|
|
| Applications | |
|
|
Systèmes d’irrigation par goutte-à-goutte
Pour obtenir un système de goutte-à-goutte efficace et constant, il faut considérer la longueur des rangs et le dénivelé. La longueur maximale des rangs dépend de la pression d’eau disponible, du dénivelé, du diamètre du goutte-à-goutte et du type de goutteur (pleinement compensateur, partiellement compensateur ou non compensateur). Une charte est disponible ici: https://cdn2.toro.com/en/-/media/Files/Toro/Agriculture/drip-tape-and-dripline/ALT242-Drip-Tape-Performance-Charts_ENG.ashx pour déterminer la longueur maximale des rangs selon les différents paramètres
Il faut acheminer l’eau à la pression requise (pression d’opération) aux tuyaux goutteurs, et pour ce faire, le système doit être conçu adéquatement. Pour plus de détails, voir section 6.5 et 6.6.
Il est préférable d’installer une valve sur chaque sous-section du système pour plus de flexibilité.
Pour éviter que l’eau ne soit trop chaude, ce qui détériore le matériel, il faut protéger les tuyaux d’alimentation du soleil. On peut soit les enterrer, soit les recouvrir d’un géotextile. On peut aussi utiliser du tuyau blanc de préférence pour les sections à risque de surchauffe ou encore laisser l’herbe pousser par-dessus.
Il faut ajuster la durée et la fréquence d'irrigation en fonction du sol. En effet, dans les sols plus grossiers, l'eau ne se répand pas beaucoup latéralement mais descend plutôt dans le sol sous le tuyau goutte à goutte.
Après une durée d'irrigation trop longue, l'excès d'eau percole en profondeur et est perdu pour les plantes. L'utilisation d'un tensiomètre en bas de la zone racinaire, à 30-60 cm de profondeur selon la culture, permet de savoir quand l’eau arrive sous la zone racinaire et par le fait même quand arrêter l'irrigation. Le type de sol est un des facteurs à considérer pour déterminer l’espacement entre les goutteurs et le nombre de lignes de goutte-à-goutte qu’on choisira d’installer sur chacune des planches de culture. Pour en savoir plus, on peut consulter le document de Daniel Bergeron (2007).
Il existe plusieurs types et qualité de boyaux goutte-à-goutte. Selon le modèle, la pression d’opération, le débit par goutteur, l’espacement entre les goutteurs, le diamètre du boyau et l’épaisseur du plastique seront différents. Ces facteurs déterminent la durée de vie des boyaux. Elle est de quelques mois pour du tuyau d’une épaisseur de 4 mil. et jusqu’à 7 saisons ou plus pour du tuyau d’une épaisseur de 15 mil. Ils déterminent aussi le coût d’achat et le taux d’application d’eau.
Comme pour les tuyaux en carlon, des connecteurs spécifiques aux tuyaux goutte-à-goutte ainsi que des outils spécifiques sont nécessaires pour assurer les connexions.
Les goutteurs de type spaghetti (figure x) permettent d’appliquer l’eau directement à la base des plantes. Ils sont utilisés pour les cultures en pots ou en jardinières (en pépinière par exemple).
Figure x. Des goutteurs spaghetti, pour l’irrigation de cultures en pots.
Ordre des composantes et exemples
Un système d’irrigation goutte à goutte comprend :
- une pompe;
- un système de filtration;
- un ou plusieurs manomètres
- un ou plusieurs régulateurs de pression;
- des tuyaux d’alimentation principale, généralement flexibles, pour pouvoir circuler par-dessus;
- des tuyaux d’alimentation secondaire;
- des tuyaux perforés (ou des tuyaux avec goutteurs);
- une unité d’injection pour la fertigation qui peut être ajoutée, car des engrais utilisables en agriculture biologique pour la fertigation sont maintenant disponibles;
- des raccords pour réparer les fuites.
Systèmes d’irrigation par aspersion
L’aspersion est une technique par laquelle l'eau est apportée au plantes sous forme de pluie artificielle (wikiwater). Le principe de l’irrigation par aspersion est simple; l’eau sous pression sort d’une buse et est ensuite projetée et dirigée par un déflecteur.
Tel que résumé dans le tableau 7 (comparaison g-a-g et aspersion) un système d’irrigation par aspersion est plus cher à l’achat mais est souvent plus durable qu’un autre type de système. Aussi, plus d’eau est nécessaire pour appliquer une quantité d’eau spécifique à la culture car l’application est moins uniforme. Il y a en effet plus de pertes, notamment à cause du vent et de l’évaporation.. Par contre, ce système est facilement déplaçable, ce qui permet de réduire l’entrave aux sarclages et autres opérations d’entretien. L’aspersion d’eau peut aussi être utilisée comme technique de protection contre le gel, particulièrement dans les cultures fruitières. De plus, c’est un système plus performant pour les cultures semées et récemment transplantées car ce système mouille l’entièreté du sol ou du substrat, à l’inverse des systèmes d’irrigation par goutte-à-goutte.
Il existe différents équipements pour l’application d’eau par aspersion. Le choix se fait selon les surfaces à irriguer, le système en place (champ ou serre), la pression d’eau disponible et les besoins en eau. Selon le dénivelé et la longueur des tuyaux, on peut utiliser un régulateur de pression individuelle à chaque asperseur pour que l’application d’eau soit plus uniforme.
Tableau 8. Caractéristiques techniques des équipements d’aspersion
| Nom (ajouter les liens vers les fiches?) | Pression d’opération (psi) | Débit (GPM) | Diamètre d’arrosage (pieds) |
|---|---|---|---|
| Microgicleurs Dan Modulaires | 15 - 40 | 0,1 - 0,45 | 6-30 |
| Les Microgicleurs Netafim Spinnet/ vibroNet (suspendu - cultures sous abri) | 30-40 | 0,22-0,88 | 10-30 |
| Gicleurs Naan 502-H | 25-50 | 1-1,4 | 47-56 |
| Gicleurs Xcel Wobblers | 15-30 | 1,3-1,84 | 32-55,5 |
| Gicleurs Rain Brid ½” 14VH | 20-60 | 0,56-2,68 | 58-76 |
| Gicleurs ¾” SOMLO 40C | 25-80 | 5-15,7 | 94-118 |
| Gicleur moyenne portée Sime K1 | 20-60 | 13-47 | 100-150 |
| Canon Arroseur Nelson série 100 | 40-110 | 50-300 | 190-380 |
| Canon enrouleur | plusieurs modèles disponibles, taux d’application selon la vitesse d’avancement. Motorisation à eau, électrique ou à essence | ||
| Rampe avec enrouleur ou automotrice? | Utilisation dans les grandes cultures | ||
L’espacement des asperseurs dépend du diamètre d'aspersion. L’objectif étant d’avoir une couverture le plus uniforme possible, on s’assure que les cercles d’aspersion se chevauchent. La distance entre les asperseurs sur une même ligne et entre les lignes devrait en général être égal à la moitié du diamètre d’aspersion; Il est possible de commencer avec un nombre minimal de tuyaux d’alimentation que l’on déplacera et d’en acheter d’autres au fil des années. Toutefois, si on choisit l’aspersion comme moyen de protection contre le gel, il faut s’assurer d’avoir suffisamment d’équipement (avec des buses appropriées) pour irriguer en une seule fois la parcelle à risque.
Ordre des composantes et exemples
Un système par aspersion comprend:
- Une pompe qui peut assurer une pression et un débit suffisants, généralement supérieurs à ceux d’un système d’irrigation goutte à goutte. Il s’agit souvent d’une pompe actionnée par la prise de force d’un tracteur pour les plus grandes superficies ou encore d’une petite pompe à essence ou d’une pompe électrique;
- Un système de filtration. La filtration de l’eau est un élément moins critique avec l’irrigation par aspersion que pour le goutte-à-goutte;
- Des tuyaux ou boyaux de transport, généralement de 5 à 15 cm (2 à 6 po) de diamètre;
- Des boyaux flexibles (optionnels), pour permettre d’alimenter l’une ou l’autre des conduites latérales;
- Des conduites latérales, sur lesquelles des asperseurs ou gicleurs sont espacés selon le diamètre d’aspersion;
- Des buses conçues pour un usage spécifique (exemple : portée du jet, débit, protection contre le gel).
Automatisation
La gestion de l’irrigation est une activité qui peut prendre beaucoup d’heures dans une semaine de travail. Il est possible d’automatiser certaines opérations pour sauver du temps et limiter les oublis. Selon l'ampleur de la tâche, il existe différentes stratégies. Pour les valves électriques, un réseau de fils est nécessaire. Il existe aussi des minuteurs alimentés par des batteries. Certains contrôleurs offrent une interface mobile (wifi, bluetooth) pour le contrôle à distance. Certains minuteurs de base ne gère qu’une station (un programme) alors qu’on peut aller jusqu’à 72 zones (72 programmes d’irrigation différents) avec les contrôleurs plus complets. La complexité des régies d’irrigation possibles dépend aussi des contrôleurs. Les modèles populaires incluent le contrôleur RainBird, Irritrol et Open sprinkler. Certains programmes de gestion du climat en serre, tels que les contrôleurs Gaspar, Orisha, Otomate (CAPÉ), Priva et Maximus peuvent également gérer l’irrigation.
Fertigation
Il est possible d’utiliser le système d’irrigation pour fertiliser les plantes, surtout dans les systèmes en serre. Cette pratique est largement utilisée avec les engrais conventionnels solubles et il est possible de l’utiliser aussi en agriculture biologique avec des intrants autorisés. Le principe est d’injecter une solution nutritive dans le système d’irrigation afin de fertiliser les plantes lors de l’irrigation. On peut utiliser une pompe doseuse ou un système d’injecteurs.
Figure X. Exemple de système d’injection “Dosatron”.
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