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Dimensionnement
 

Dimensionnement

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    Dimensionnement Dimensionnement Document Transcript

    • Etude du projet d’irrigation localisée goutte à goutte Réalisé par : Encadré par : Année universitaire : 2008/2009 1
    • I-INTRODUCTION II-Composantes d’un réseau d’irrigation goutte à goutte III-Etapes suivies dans le dimensionnement d’un projet d’irrigation IV-Données du projet V-Dimensionnement du réseau 1)-Dimensionnement des rampes et portes rampes 2)-Dimensionnement des canalisations primaires et secondaires 3)-Dimensionnement de la pompe 4)-Dimensionnement des postes d’arrosages et ou des secteurs d’irrigation VI-Simulation par l’utilisation du logiciel EPANET VII-Calcul économique du projet VIII -Conclusion 2
    • Au terme de ce travail nous tenons à remercier tout particulièrement : Notre Professeur Monsieur ABDELLAOUI Rachid pour l’encadrement, l’attention et la documentation qu’il nous a fournis. Notre gratitude va aussi à toutes les personnes qui ont contribué à la réalisation de ce modeste travail. I- INTRODUCTION : 3
    • Au Maroc, le système d’irrigation qui a été le plus utilisé est l’irrigation gravitaire. Ce système entraine beaucoup de pertes d’eau surtout dans les sols sableux. Durant les dernières décennies le climat du Maroc a été caractérisé par des années de sècheresse, les faibles précipitations enregistrés durant cette période ont entrainé une réduction d’eau dans es barrages (retenue).Ainsi l’eau d’irrigation devient de plus en plus rare et son pompage devient plus cher. Pour mieux produire dans des sols surtout les sableux et assurer une meilleure efficience de l’utilisation de l’eau les agriculteurs ont opté pour un nouveau système d’irrigation appelé irrigation localisée. Ce système permet des apports d’eau localisés, fréquents et continus et utilisant des faibles débits à des faibles pressions. Ce système permet une économie d’eau de l’ordre de 50% par rapport au gravitaire, et une économie aussi des quantités d’engrais utilisées ce qui implique une réduction du risque de pollution de la nappe phréatique. Le but de l’étude de dimensionnement est de concevoir un réseau d’irrigation localisée où la pression au niveau de chaque distributeur dans la rampe est suffisante pour lui permettre d’assurer le débit nécessaire. Ceci pour assurer une meilleure uniformité d’application de l’eau sur les parcelles de cultures. Le réseau établi doit être en mesure de cultures. Le réseau établi doit être en mesure de répondre aux besoins de pointe en eau des cultures.  Pour réaliser ce dimensionnement, il est nécessaire de connaitre les données de base liées à la ferme (source d’eau, sol, topographie et configuration du terrain, et le programme de cultures à réaliser).Ainsi que le matériel d’irrigation disponible sur le marché. II- Composantes d’un réseau d’irrigation goutte à goutte: Une installation ou réseau d’irrigation localisée comprend de l’amont vers l’aval les éléments suivants :  Source d’eau.  Unité de tête : permet de régulariser la pression et le débit. Cette unité comprend une station de filtration, un système d’injection de produits chimiques et un certain nombre d’accessoires : 4
    •  Vanne volumétrique : sert à régler le débit et la pression de l’eau. Cette vanne sert à créer un différentiel de pression qui permet à l’injecteur de produire un vide et d’aspirer la solution mère.  Régulateur de pression : contrôle les variations brusques de pression. Il est indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source d’eau est supérieure à la pression demandée par le système.  Compteur volumétrique : indique la consommation cumulée de l’eau par la culture. Il doit résister à une pression de 10 bars.  Manomètres : placés à l’entrée et à la sortie de la station de tête et des filtres. Ils indiquent la pression de l’eau.  Station de filtration : le rôle de cette station est l’obtention d’une eau propre en vue d’éviter le colmatage des distributeurs. Le choix du filtre dépend de : l’origine et la qualité de l’eau, du niveau de filtration exigé par les goutteurs utilisés, de la taille de la plus petite particule à empêcher d’entrer dans le système, et du débit de la source qui déterminera le choix du nombre de filtres. La station de filtration est composée d’un ou plusieurs filtres suivants : Hydro cyclone : il sépare le sable en suspension dans l’eau, par centrifugation. Filtre à sable : efficace lorsque l’eau contient des quantités importantes de particules. Sa perte de charge est de l’ordre de 2m. Filtre à tamis : est une cuve à pression contenant une cartouche couverte d’un tamis dont les mailles varient de 80 à 150 microns. La perte de charge est de l’ordre de 5 à 6m. Filtres à disque : sont les plus utilisés vus leur finesse de filtration. Leur perte de charge est de l’ordre de 5m à 6m.  Ventouse ou purge d’air : placé dans les points les plus élevés du réseau : elle sert à éliminer l’air emprisonné dans la canalisation pour éviter son éclatement.  Clapet anti-retour : placé après la station de filtration et juste avant le matériel d’injection en vue de protéger la source de contre le flux de la solution nutritive.  Système d’injection : Le matériel d’injection d’engrais est indispensable à la réalisation de la fertigation.il sert également à l’injection dans l’eau d’irrigation des produits de traitement de l’eau, des pesticides ou d’autres produits chimiques. Parmi les injecteurs utilisés, on peut citer : le réservoir d’engrais, la pompe doseuse, le venturi et le système d’aspiration.  La station de tête est choisi se tel sorte à répondre au bon fonctionnement et la sécurité du réseau. En plus de son rôle de filtration et de fertigation la station doit assurer le fonctionnement hydraulique de l’eau de point de vue débit que pression. Ainsi pour dimensionner le groupe de pompage on prend l faut prendre en compte les pertes de charge au niveau au niveau de la station et dans le reste des réseaux. Les 5
    • pertes de charge au niveau de la station sont essentiellement causées par les filtres. Elles varient selon les types des filtres.  Réseaux de canalisation : de transport depuis la station en tête jusqu’aux secteurs d’irrigation.  Canalisation d’alimentation (rampes et portes-rampes). III- Etapes suivies dans le dimensionnement d’un projet d’irrigation : Après avoir un plan côté du terrain à équiper, on a suivi l’ordonnancement suivant lors de la réalisation de ce projet. Numéroter les parcelles. Relever les dimensions des parcelles.  Création du tableau de données des parcelles.  Implantation des rampes et des portes rampes et leurs points d’alimentation.    Dimensionnement des rampes et des portes rampes.  Implantation des vannes.  Réalisation du tracé des tuyaux PVC.  Calcul des paramètres d’irrigation.  Choix des parcelles de chaque secteur.  Calcul du débit de chaque secteur.  Conception de la station tête.  Simulation du réseau sur EPANET (caractéristiques de la pompe, des tronçons, des nœuds. 6
    • IV- Données du projet : Ce projet consiste à équiper des parcelles dont il y a deux cultures différentes : agrumes et tomate. 1) Agrumes : Les grands blocs sont destinés pour les agrumes avec les données suivantes:  consommation de pointe est de 6 mm/j.  Ecartement entre arbres: 4 m  Ecartement entre rangées : 6 m  2 rampes par rangée d'arbres équipées de goutteur tous les 1,3 m  Goutteurs de 4 l/h à 10 mCE avec x=0,5 et CV = 4%  Topographie de terrain est nulle. 2) Tomate : Les petits blocs sont destinés pour la culture de tomate avec les données suivantes :  consommation de pointe est de 6 mm/j.  Ecartement entre plants: 0,4 m  Ecartement entre rangées de tomate: 1,2 m  1 gaine par rangée de culture avec émitteurs tous les 40 cm  Emitteurs de 1 l/h à 8 mCE avec x=0,52 et CV = 5%  Pente du terrain est nulle. 7
    • Le schéma suivant montre le découpage des parcelles avec ses numéros. 8
    • PAi: parcelle d’agrume PTi: parcelle de tomate  Le tableau suivant présente les dimensions et le débit appelé par chaque parcelle. 3) Méthode de calcul :  Pour les parcelles de forme rectangulaire : Surface longueur l arg eur Surface  Pour les parcelles de forme trapézoïdale on a : ( base inf base sup) hauteur 2 9
    • débit pluviométr ie pluviométr ie q nom er parcelle culture PT1 PT2 PT3 PT4 PT5 PT6 PT7 PT8 PT9 PT10 PT11 PT12 PT13 PT14 PT15 PT16 PT17 PT18 PT19 PT20 PT21 PT22 PT23 PT24 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PA8 PA9 PA10 PA11 PA12 tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate tomate agrume agrume agrume agrume agrume agrume agrume agrume agrume agrume agrume agrume surface eg base sup ou longueur(m) largueur(m) base inf 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 102,00 135,20 135,20 135,20 126,60 135,20 135,20 135,20 115,88 135,20 135,20 163,08 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 55,80 92,30 92,30 92,30 92,30 92,30 92,30 92,30 92,30 92,30 92,30 92,30 92,30 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 103,00 125,02 135,20 135,20 135,20 150,21 135,20 135,20 135,20 152,35 135,20 135,20 107,29 surface (m2) 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 5747,40 10476,97 12478,96 12478,96 12478,96 12774,78 12478,96 12478,96 12478,96 12378,81 12478,96 12478,96 12477,58 débit (l/h) 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 11973,73 10745,60 12798,92 12798,92 12798,92 13102,33 12798,92 12798,92 12798,92 12696,21 12798,92 12798,92 12797,50 10
    • V- Dimensionnement du réseau : Le dimensionnement est fait de telle sorte à concevoir un réseau d’irrigation localisée où la pression au niveau de chaque distributeur dans la rampe est suffisante pour lui permettre d’assurer le débit nécessaire. Choix du type de distributeur : Le choix du goutteur est basé sur ses performances techniques, en évaluant la tolérance aux variations de pression. Cette tolérance est estimée par la valeur de l’exposant X de la loi débit-pression du goutteur (Q=K.HX). Plus la valeur de X tend vers 1, plus le distributeur est sensible aux variations de pression. Pour les goutteurs non autorégulant: -X compris entre 0,2 et 0,5 : goutteurs très tolérants aux variations de pression. -X compris entre 0,5 et 0,6:goutteurs tolérants aux variations de pression. -X compris entre 0,6 et 0,8:goutteurs peu tolérants aux variations de pression. -X supérieurs à 0,8:goutteurs très peu tolérants aux variations de pression. Pour les goutteurs autorégulant: -X compris entre 0 et 0,05 : très bonne tolérance aux variations de pression. -X compris entre 0,05 et 0,1: bonne tolérance aux variations de pression. -X compris entre 0,1 et 0,15 : médiocre tolérance aux variations de pression. -X compris entre 0,15 et 0,2 : mauvaise tolérance aux variations de pression. -X supérieure à 0,2 : valeur hors norme. Source: EL ATTIR, Manuel Pratique du Goutte à Goutte. Dans ce projet on a :  Pour les agrumes : X=0,5 : on est dans le cas de distributeur non autorégulent tolérants aux variations de pression.  Pour les tomates: X=0,52 : on est dans le cas de distributeur non autorégulent tolérants aux variations de pression. 1) Dimensionnement des rampes et portes rampes: 11
    • On a procédé au dimensionnement des rampes après implantation des rampes et des portes rampes, comme le montre le schéma suivant : On doit d’abord vérifier les pertes de charges tolérés ou admissible tout en respectant la règle de Christiansen. Si on limite la variation du débit à 10%, on aura : x D’après la courbe caractéristique Q = K.H  ∆Q/Q = 10 % ∆Q/Q = x.∆H / H = 10 % Dans le cas des agrumes on a : x = 0,5 c.à.d ∆H/H = 20 %. Pour H = 10 mCE  ∆H = 2 mCE. Donc la plage de variation du débit de 10% correspond à une variation de pression de 22%. On peut ensuite calculer les pertes de charge tolérées, sachant que 55% des pertes de charge de la parcelle ont lieu dans la rampe et 45% dans la porte rampe : Lors du dimensionnement on a utilisé les relations suivantes : I n I I F 1 . 852 1 2 . 852 n F : coefficient de réduction de perte de charges. (F≈0.36), avec n =nombre de goutteur.  Formule empirique de Hazan-Williams : 1 . 852 h 1 . 21 10 Q 10 4 . 87 D int C HW L F Avec : Q : Débit de service (l/s) C HW : Coefficient de Hazan-Williams dépendant de la nature de la conduite : Conduite en PVC = 150 Gaine en PE = 140 D int : Diamètre intérieur de la conduite (mm) L : Longueur de la conduite (m).  Coefficient d’uniformité : EU Avec : 100 (1, 27 CV Ng ) Q min qn EU : coefficient d’uniformité, qui doit être supérieure à 90%. CV : coefficient de variation du goutteur. 12
    • Ng : nombre de goutteur par arbre. Qmin : débit minimum du goutteur le plus défavorisé. qn : débit nominal du goutteur. Comme on a différents types de parcelles, on va traiter chaque cas séparément.  Cas des parcelles d’agrumes de formes rectangulaires : Le schéma suivant montre la disposition de la porte rampe au sein de la parcelle.  Rampe : Coefficient de variation du goutteur CV % 0,040 Exposant de débit du goutteur Coefficient du débit du goutteur Pression nominale au niveau du goutteur (m) x k hn 0,500 1,265 10,000 Débit nominal du goutteur (l/h) qn 4,00000 Ecartement entre goutteurs (m) eg 1,300 Ecartement entre rampes (m) er 3,000 Nombre de goutteurs par arbre Longueur de la rampe (m) Ng lr 6,000 46,140 Nombre de goutteurs sur la rampe Coefficient F de réduction des pertes de charge Diamètre intérieur de la rampe (m) Débit de la rampe (l/h) Coefficient de Hazen Williams Vitesse de l'eau en tête de rampe (m/s) N F Dr Qr CHW Vr 35,00000 0,36000 0,0136 140,00000 140,000 0,26784 13
    • Perte de charge totale dans la rampe (m) Débit minimum du goutteur le plus défavorisé (l/h) Pression à l'entrée de la rampe (m) PDC totr Qmin 0,15724 3,98616 he 10,12107 Pression minimum dans la rampe (m) hmin 9,96384 Coefficient d'uniformité au niveau de la rampe (%) EU % 97,58735 Le diamètre intérieur adopté pour les rampes est de : 0,0136 m soit un diamètre extérieur de 16mm.  Porte Rampe : Vitesse Besoin Largeur du bloc irriguée V(m/s) 1,613 B(mm/j) l(m) 6,000 92,300 Longueur Surface L(m) S(m2) 67,400 6221,02000 pluviométrie mm/h 1,02564 débit parcelle par cette rampe l/h 6380,53333 Pression nominale à la porte rampe (m) hn 10,121 Ecartement entre rampe(m) eg 3,000 Longueur de la porte rampe (m) lr 67,400 Nombre de rampe sur la porte rampe Coefficient F de réduction des pertes de charge Diamètre intérieur de la porte rampe(m) N F 22,00000 0,37368 Dr 0,0374 Débit de la porte rampe (l/h) Qr 6380,53333 Coefficient de Hazen Williams CHW 150,000 Perte de charge totale dans la porte rampe (m) Débit minimum du goutteur le plus défavorisé (l/h) Pression à l'entrée de la porte rampe (m) Pression minimum dans la rampe (m) PDC 1,73167 Qmin 6140,36309 he hmin 11,45446 9,72279 Lors du dimensionnement de la porte rampe on a trouvé :  PDC=1,73 proche de 1,85pour un diamètre intérieur de 0,0374m.  Cas des parcelles d’agrumes de formes trapézoïdales : 14
    • Pour la forme trapézoïdale on a posé le point d’alimentation de telle sorte que la surface de part et d’autre de la conduite secondaire est divisée par 2. La partie droite de la parcelle 12 : Rampe : Coefficient de variation du goutteur CV % 0,040 Exposant de débit du goutteur Coefficient du débit du goutteur Pression nominale au niveau du goutteur (m) x k hn 0,500 1,265 10,000 Débit nominal du goutteur (l/h) qn 4,00000 Ecartement entre goutteurs (m) eg 1,300 Ecartement entre rampes (m) er 3,000 Nombre de goutteurs par arbre Longueur de la rampe (m) Ng lr 6,000 46,140 Nombre de goutteurs sur la rampe Coefficient F de réduction des pertes de charge Diamètre intérieur de la rampe (m) Débit de la rampe (l/h) Coefficient de Hazen Williams Vitesse de l'eau en tête de rampe (m/s) Perte de charge totale dans la rampe (m) N F Dr Qr CHW Vr PDC totr 35,00000 0,36000 0,0136 140,00000 140,000 0,26784 0,15724 15
    • Débit minimum du goutteur le plus défavorisé (l/h) Pression à l'entrée de la rampe (m) Qmin 3,98616 he 10,12107 Pression minimum dans la rampe (m) hmin 9,96384 EU % 97,58735 Coefficient d'uniformité au niveau de la rampe (%) Porte rampe : Vitesse V(m/s) 1,618 Besoin Largeur du bloc irriguée Longueur B(mm/j) l(m) L(m) Surface pluviométrie débit parcelle par cette rampe Pression nominale à la porte rampe (m) Ecartement entre rampe(m) S(m2) mm/h l/h hn eg Longueur de la porte rampe (m) Nombre de rampe sur la porte rampe Diamètre intérieur de la porte rampe(m) lr N Dr Débit de la porte rampe (l/h) Coefficient de Hazan Williams Perte de charge totale dans la porte rampe (m) Débit minimum du goutteur le plus défavorisé (l/h) Qr CHW PDC Qmin 6398,52000 150,000 1,74563 6155,73131 Pression à l'entrée de la porte rampe (m) Pression minimum dans la rampe (m) he hmin 11,46521 9,71958 6,000 92,300 67,590 6238,55700 1,02564 6398,52000 10,121 3,000 67,590 22,00000 0,0374 Partie gauche : La partie gauche de la rampe est similaire de la partie droite. Le dimensionnement de la porte rampe avec un diamètre intérieur de 0,0468 m a donné une perte de charge de 1,03 m inférieur à 1,85 m , et avec le diamètre immédiatement inférieur la perte de charge est de 3,08 m, donc on procède à une porte rampe téléscopique : une combinaison entre deux diamètres : N sorties 39 14 25 F Ltpr (m) 0,3600 119,340 N sorties F L1pr (m) 0,3644 42,000 N sorties F L2pr (m) 0,3580 77,340 Dpr (m) 0,0468 D1pr (m) 0,0468 D2pr (m) 0,0374 Qpr (l/h) 6398,520 Q1pr (l/h) 2251,867 Q2pr (l/h) 4146,653 CHW Vpr (m/s) 150,000 1,033 CHW V1pr (m/s) 150,000 0,364 CHW V2pr (m/s) 150,000 1,048 PDC totpr (m) 1,03406 PDC 1pr (m) 0,053 PDC 2pr (m) 0,890 PDC tot pr 1,870 (m) 16
    • he (m) 11,561 hmin (m) 9,691 Avec la même méthode on a dimensionné les autres formes trapézoïdales Parcelle A 1 (partie gauche) N sorties F L1pr (m) D1pr (m) Q1pr (l/h) CHW V1pr (m/s) PDC 1pr (m) 6 0,3872 18,000 0,0468 935,856 150,000 0,151 0,005 N sorties F L2pr (m) D2pr (m) Q2pr (l/h) CHW V2pr (m/s) PDC 2pr (m) PDC tot pr 28 0,3572 85,330 0,0374 4436,477 150,000 1,122 1,110 1,753 (m) he (m) hmin (m) 11,471 9,718 Parcelle A 5 (partie gauche) : N sorties 14 N sorties 23 F L1pr (m) 0,3644 42,000 F L2pr (m) 0,3587 70,800 D1pr (m) 0,0468 D2pr (m) 0,0374 Q1pr (l/h) 2439,177 Q2pr (l/h) 4111,756 CHW V1pr (m/s) 150,000 0,394 CHW V2pr (m/s) 150,000 1,040 PDC 1pr (m) PDC 2pr (m) 0,803 PDC tot pr 0,062 1,762 (m) he (m) 11,478 hmin (m) 9,716 Parcelle A 9 (partie gauche) : N sorties 14 N sorties 23 F L1pr (m) 0,3644 42,000 F L2pr (m) 0,3587 71,990 D1pr (m) 0,0468 D2pr (m) 0,0374 Q1pr (l/h) 2395,227 Q2pr (l/h) 4105,533 CHW V1pr (m/s) 150,000 0,387 CHW V2pr (m/s) 150,000 1,038 PDC 1pr (m) 0,060 PDC 2pr (m) 0,815 14 N sorties 8 Parcelle A 12 (partie droite) : N sorties F L1pr (m) 0,3644 42,000 F L2pr (m) 0,3766 25,590 D1pr (m) 0,0468 D2pr (m) 0,0374 Q1pr (l/h) 3976,000 Q2pr (l/h) 2422,520 17
    • CHW V1pr (m/s) PDC 1pr (m) CHW V2pr (m/s) 150,000 0,642 0,153 150,000 0,613 PDC 2pr (m) 0,114  Cas des parcelles de tomate : La méthode de calcul des rampes est détaillée dans ce tableau : Coefficient de variation du goutteur Exposant de débit du goutteur Coefficient du débit du goutteur Pression nominale au niveau du goutteur (m) CV % x k hn 0,050 0,520 0,339 8,000 Débit nominal du goutteur (l/h) qn 1,00000 Ecartement entre goutteurs (m) eg 0,400 Ecartement entre rampes (m) er 1,200 Nombre de goutteurs par arbre Longueur de la rampe (m) Nombre de goutteurs sur la rampe Coefficient F de réduction des pertes de charge Diamètre intérieur de la rampe (m) Débit de la rampe (l/h) Coefficient de Hazen Williams Vitesse de l'eau en tête de rampe (m/s) Perte de charge totale dans la rampe (m) Débit minimum du goutteur le plus défavorisé (l/h) Pression à l'entrée de la rampe (m) Ng lr N F Dr Qr CHW Vr PDC totr Qmin 1,000 55,600 139,00000 0,35424 0,0136 139,00000 140,000 0,26593 0,18398 0,99494 Coefficient d'uniformité au niveau de la rampe (%) 8,14167 hmin Pression minimum dans la rampe (m) he 7,95768 EU % 93,17617 Calcul des portes rampes : Vitesse V(m/s) 1,514 Besoin B(mm/j) 6,000 Largeur du bloc irriguée l(m) 55,800 Longueur L(m) 51,500 Surface S(m2) 2873,70000 pluviométrie mm/h 2,08333 débit parcelle par cette rampe l/h 5986,87500 Pression nominale au porte rampe (m) hn 8,142 Ecartement entre rampe(m) eg 1,200 18
    • Longueur de la porte rampe (m) lr 51,500 Nombre de rampe sur la porte rampe N 42,00000 Coefficient F de réduction des pertes de charge F 0,36262 Diamètre intérieur de la porte rampe(m) Dr 0,0374 Débit de la porte rampe (l/h) Qr 5986,87500 Coefficient de Hazen Williams CHW 150,000 Perte de charge totale dans la porte rampe (m) PDC 1,17596 Débit minimum du goutteur le plus défavorisé (l/h) Qmin 5796,63469 Pression à l'entrée de la porte rampe (m) he 9,04716 Pression minimum dans la rampe (m) hmin 7,87120 2)-Dimensionnement des canalisations primaires et secondaires : Pour déterminer la vitesse d’écoulement dans la canalisation Secondaire ou la canalisation primaire, on utilise la relation : Q = V * Π * D2 / 4 D : Diamètre de la conduite. Q : débit dans la conduite secondaire. V : vitesse d’écoulement. Il faut que la vitesse d’écoulement soit entre 0.5m/s et 1,5m/s pour assurer le bon fonctionnement des conduites. Sachant que : - Hmin de la canalisation secondaire =Hi.Max du porte rampe - Hmax de la canalisation secondaire = Hmin de la canalisation secondaire + HC.S H est calculé par la relation : ∆H = 1,21.1010 * (Q/Chw) 1.852 * Di- 4,87 * L 19
    • Le calcul se fait en tenant compte des débits demandés dans chaque secteur pour les parcelles qui sont arrosées simultanément. Les pertes de charge singulières sont estimées à 10% des pertes de charge linéaire. Les résultats sont détaillés dans les tableaux obtenus par le calcul effectué par EPANET.# 3)-Dimensionnement de la pompe : Le calcul de la HMT de la pompe se fait : H.M.T = Ha + Hr + Pc + Pr • Ha : hauteur entre le niveau d’eau et l’aspiration de la pompe. (On suppose que le niveau d’eau ne nécessite pas une tuyauterie d’aspiration). • Hr : hauteur entre le refoulement et le point d’utilisation Hr=0(puisque la pente est nulle). • Pc : pertes de charges moyennes, dans les tuyaux (asp. + ref) calculées par la relation de HAZENWILLIAMS à la base d’un diamètre des conduites qui réalise une vitesse de 1,5m/s. • Pr : pertes de charge singulière tout au long du réseau. (Pr=12m dans la station de filtration, et dans les accessoires).  Pour la pompe des agrumes : H.M.T=20m avec un débit d’exploitation de 40m3/h.  Pour la pompe des tomates : H.M.T=19,1m avec un débit d’exploitation de 48m3/h. Puissance de la pompe : P * g * Q * HMT Avec : -ρ : Poids volumique de l’eau ; -η : Rendement de la pompe ; on prend 70% ; -Q : Débit de la conduite n°1 ; -g : Force de la pesanteur. Energie annuelle de consommation : W=P*t Avec : 20
    • -P : Puissance consommée ; -t : Durée totale d’irrigation pendant un an. Le tableau suivant résume les résultats de dimensionnement des deux pompes. caractéristique Débit de la pompe (m3/h) Rendement HMT (mCE) Puissance de la pompe (kW) Durée totale d'irrigation (h) Durée de fonctionnement annuel (h) Energie annuelle de consommation (kJ) Pompe de tomate 48 0,7 19,1 3,56 18 6570 23389 Pompe des agrumes 40 0,7 20 3,11 18 6570 20440 La réalisation de l’étude passe d’abord par la détermination de la taille, du nombre et de la disposition des secteurs d’irrigation et des postes d’arrosages. Ensuite, on dimensionne les différentes conduites et en calculant leur diamètre et les pertes de charge dans le système. 4)-Dimensionnement des postes d’arrosages et ou des secteurs d’irrigation : Le choix de la taille et du nombre ainsi que la disposition des postes d’arrosage est capitale pour le bon fonctionnement d’irrigation. La disposition des postes d’arrosages se fait selon plusieurs critères :  La topographie : placer les postes d’arrosage selon les types de pente.  La configuration des parcelles : isoler les parcelles de à forme irrégulières.  Le type de sol.  Rotation culturelle.  Le débit maximum.  Détermination du nombre et de la taille de secteur d’irrigation et ou poste d’arrosage : 1ère étape : calcul de la durée maximale de l’arrosage : T  B bp Pf  Bbp : besoin brut de pointe en eau de l’irrigation.  Pf : pluviométrie horaire.  Pour les agrumes : 21
    •  Bbp=6mm/j.  Pf= 1,026.  T=5,84 ≈6heures.  Pour les tomates:  Bbp=6mm/j.  Pf= 2,08.  T=2,88h ≈3heures. 2ème étape : calcul du nombre minimum de secteurs : d NS f T  Ns : nombre minimum de secteurs d’irrigation.  df : durée maximale du fonctionnement de la source d’eau.  Pour les agrumes :  NS=18/6=3 secteurs (4 parcelles par secteur).  Pour les tomates :  NS=18/3=6 secteurs (4 parcelles par secteurs) Le schéma suivant montre la disposition des secteurs : numéro de secteur parcelles contenus tomate1 tomate2 tomate3 tomate4 tomate5 tomate6 agrume1 agrume2 agrume3 PT1,PT2,PT3,PT4 PT5,PT6,PT8,PT9 PT7,PT10,PT13,PT14 PT17,PT18,PT21,PT24 PT11,PT12,PT15,PT16 PT19,PT20,PT22,PT23 PA1,PA2,PA5,PA9 PA6,PA7,PA10,PA11 PA3,PA4,PA8,PA12 superficie(m2) 22989,60 22989,60 22989,60 22989,60 22989,60 22989,60 48109,53 49915,84 49914,46 Débit appelé(m3/h) 47,89 47,89 47,89 47,89 47,89 47,89 49,34 51,20 51,19 22
    • VI- Simulation par l’utilisation du logiciel EPANET 1) Introduction : EPANET est un logiciel développé pour la simulation du comportement des systèmes de distribution d'eau d’un point de vue hydraulique et également d’un point de vue qualité de L’eau. 23
    • C’est un logiciel de simulation du comportement hydraulique et qualitatif de l'eau sur de longues durées dans les réseaux sous pression. Un réseau est un ensemble de tuyaux, nœuds (jonctions de tuyau), pompes, vannes, bâches et réservoirs. Il calcule le débit dans chaque tuyau, la pression à chaque nœud, le niveau de l'eau dans les réservoirs, et la concentration en substances chimiques dans les différentes parties du réseau, au cours d'une durée de simulation divisée en plusieurs étapes. Le logiciel est également capable de calculer les temps de séjour et de suivre l’origine de l’eau. Il a pour objectif une meilleure compréhension de l'écoulement et de L’usage de l'eau dans les systèmes de distribution. Il peut être utilisé pour différents types d'application dans l'analyse des systèmes de distribution. 2) Les Étapes de l'Utilisation d'EPANET : Tout d’abord j’ai procédé à dessiner mon réseau représentant le système de distribution tout en me servant de la souris et des boutons de la Barre d'Outils. 24
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    • VII- Calcul économique du projet : Le tableau ci-dessous résume le calcul économique qu’on a fait : 26
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    • Prix unitaire (DH) Prix total (DH) 164682 0,5 82341 DN 110 697 39 27183 DN90 779 32 24928 DN75 494 26 12844 DN63 403 22 8866 DN160 Conduites principales en PVC Quantités Gaines en PE Portes gaines en PVC Equipement 66 67 4422 5900 DN140 100 59 DN125 119 49 5831 Netafim 65284 0,9 58757 Vannes 31 500 15500 Pompe 2 7590 15180 Filtre à sable OMP 1 6500 6500 Filtre disque 1 2450 2450 1 4000 4000 Compteur d'eau 1 3500 3500 Manométres a glycérine 0-2,5 bars 10 80 800 Goutteurs non auto-régulants : Programmateur Prix total (DH) 279002 28
    • VIII-Conclusion En effet la réussite de ce type d’irrigation nécessite une bonne conception du projet, une installation bien faite, une bonne conduite et pilotage des arrosages et de la fertigation, et un bon entretien du réseau. 29