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Une nouvelle technique d'économie d'eau d'irrigation et de gestion et conservation optimales des ressources hydriques

  1. 1. CHAHBANI TECHNOLOGIES.SA Adresse postale : BP 466 - Houmt Souk – Djerba - 4180 Tunisie Tel : +216 98 254 383 Email : chahbani.bellachheb@yahoo.fr Le diffuseur enterré : Une nouvelle technique d’économie d’eau d’irrigation et de gestion etconservation optimales des ressources hydriques novembre 2011 1/22
  2. 2. Présentation du produit Le diffuseur enterré est un appareil sous différentes formes et tailles pour lirrigation souterrainelocalisée des arbres et arbustes fruitiers et forestiers ainsi que pour des cultures maraîchères et plantesornementales mises dans des pots, containers, vases et bacs. Les trois grandes familles du diffuseur sont : 1. Les diffuseurs pour arbres et arbustes fruitiers, forestiers et ornementaux Les diffuseurs sont installés et enterrés dans des trous ou dans des fossés autour des arbres. Leaudirrigation remplie dans les réservoirs ou provenant dun réseau dirrigation ou dun réservoir extérieur,passe à travers les trous de la partie inférieure du diffuseur et imbibe la plaque poreuse puis s’infiltre dans lesol sous-jacent. Cette infiltration seffectue à environ 70 cm (ou plus) de profondeur loin de touteévaporation. 2. Les diffuseurs réservoirs pour plantes ornementales dans des pots Ces diffuseurs sont mis pour couvrir le sol d’un container, d’un vase ou d’un pot spécialementconçu. Lirrigation se fait par remplissage des récipients des éléments du diffuseur réservoir par lun desorifices du couvercle. Leau remplie dans ces récipients sinfiltre par la suite dans le substrat situé dessous enpassant par les trous du récipient et par la plaque poreuse. En plus de son rôle de diffusion de leau dans lesubstrat situé dessous, le diffuseur réservoir constitue un écran protégeant le substrat humidifié contre laperte deau par évaporation directe et par capillarité. 3. Les diffuseurs pour cultures maraîchères en plein champ ou sous abris serre Cesdiffuseurs sont enterrés à 10 cm sous la surface du sol. Leau provenant de la buse via un tuyau souplecontinue son parcours vers le sol situé sous le diffuseur, en passant par la buse, la partie moyennecomportant des tous et la plaque poreuse. Les diffuseurs forment un écran protégeant le substrat humidifiécontre la perte deau par évaporation directe et par capillarité. Pour les diffuseurs pour maraichage et pour arboriculture, il existe deux types de doseurs avec deuxdébits horaires : 1litre /heure pour les diffuseurs 15cm x 15cm et 2litres/heure pour les diffuseurs 15cm x30cm. - Le premier type pour l’irrigation par gravité à très faible pression (maximum 0,2 bar). Dans ce cas le diffuseur peut être connecté à : o une réserve d’eau d’un bidon ou fut de quelques dizaines de litres, o des citernes mobiles (en métal ou en plastique) de quelques centaines ou quelques milliers de litres, o réservoirs d’eau en béton ou en maçonnerie construite a raz du sol ne dépassant pas 2 mètres de haut, avec des capacités de quelques dizaines à quelques centaines de mètres cubes. L’irrigation gravitaire par diffuseur enterré peut être conduite 24 sur 24 heures sans interruption dans le cas de l’arboriculture. - Le second type de doseurs des diffuseurs fonctionne sous pression fourni par un château d’eau élevé ou par pompe. Les avantages des diffuseurs- Une gestion optimale des eaux dirrigation en réduisant au minimum la perte par évaporation de leau donnée à la plante. Cette perte par évaporation est très réduite. En effet, pour les diffuseurs enterrés pour arboriculture, leau dirrigation est diffusée dans les horizons du sol situés à plus de 50cm sous la surface du sol. Leau diffusée dans ces horizons profonds y est presque totalement conservée grâce à labsence de toute perte par évaporation directe ou par remontée capillaire. Dans le cas des diffuseurs pour culture maraîchère et pour les plantes mises dans des vases, pots et containers, la réduction de lévaporation est assurée par le diffuseur qui forme un écran et évite le contact 2/22
  3. 3. de la surface du substrat pédologique avec lair asséchant de latmosphère. Cet écran empêche aussi laremontrée par capillarité de leau de ce substrat vers les couches superficielles ou elle sera perdue parassèchement de ces couches par lair ambiant. Les essais au laboratoire et en plein champ des diffuseurs pour lirrigation souterraine localisée descultures maraîchères et des plantes ornementales, ont montré que la conservation de leau dirrigationdurant la saison estivale est quatre fois supérieure à celle réalisée par lirrigation par goutte à goutte.- Une réduction du nombre (fréquence) dirrigation et une prolongation de la durée entre les irrigations. Ceci permet une réduction du coût dirrigation (pompage, main dœuvre).La durée entre deux irrigations peut atteindre 20 à 40 jours pour les diffuseurs avec doseur intégré des pots et containers.- Une absence totale du travail du sol (binage, désherbage) après chaque irrigation.- Pour les cultures sous abris serre, lirrigation par diffuseur enterré permet une meilleure diffusion du pollen entraînant un taux de fécondation très élevé, grâce à la réduction du taux dhumidité à lintérieur de labri serre. En outre, lirrigation par diffuseur dans ces abris serres permet une réduction des maladies et par conséquent une utilisation minimale des produits chimiques (pesticides, insecticides) pour lutter contre ces maladies.- Les différents modèles des diffuseurs permettent loptimisation de lutilisation des engrais et notamment lorsquon pratique la fertigation. Cette optimisation se traduit par une réduction des quantités de fertilisants utilisés. Ainsi les frais liés à la fertilisation sont aussi réduits. Ceci contribue à une réduction notoire de la pollution des nappes par les nitrates et autres éléments minéraux.- Certains modèles du diffuseur enterré pour arbres et arbustes permettent une flexibilité pour les utiliser pour arbres et arbustes conduits en secs. Ainsi le diffuseur nest utilisé que pour une irrigation occasionnelle pour limiter les dégâts dus à une sécheresse de courte ou de longue durée. Grâce à ces modèles on peut même améliorer et régulariser la productivité de larboriculture fruitière conduite en sec par des irrigations dappoint régulières durant lannée indépendamment de la pluviométrie. Une telle intervention est très rentable pour de nombreuses espèces (oliviers, vignes, pommiers, etc.) même si le prix de leau est assez élevé.- Pour les arbres et arbustes, lirrigation par diffuseur enterré permet un développement du système racinaire profond (pivotant). Ceci permet une meilleure fixation des arbres au sol assurant ainsi une meilleure protection contre le vent notamment larrachage.- Une maîtrise du dosage de l’eau d’irrigation par diffuseurs enterrés dans les sols limoneux et argileux.- La possibilité d’irriguer en plein champs en utilisant l’écoulement gravitaire de l’eau avec de très faible pression (0,01 bar). Ceci permet une économie d’énergie notable et une flexibilité pour l’irrigation d’appoint de l’arboriculture pluviale par simple apport d’eau par jerricane (20 à 50 litres), par baril (200 litres) ou par des citernes en plastique ou en acier galvanisé (500 à 5000 litres),- Le diffuseur pour arbres et arbustes peut être utilisé pour l’injection de l’eau des sources et des ouvrages de rétention d’eau pluviale, dans les couches profondes du sol des exploitations arboricoles pluviales. Dans les régions arides et semi arides, cette injection est une solution pour lutter contre les effets de sécheresses de courte durée (saisonnière ou annuelle) ou de longue durée (2 à 3 années consécutives).- Grâce à leur structure et l’utilisation de nouveau matériau compressible notamment le polyuréthane, les doseurs d’eau d’irrigation pour les diffuseurs permettent d’éviter les problèmes colmatage par des colloïdes se trouvant dans l’eau d’irrigation, ou par la recristallisation des sels de cette eau. Cette 3/22
  4. 4. recristallisation est très réduite puisque le phénomène d’évaporation de l’eau d’irrigation dans les doseurs est presque totalement absent. - Grâce à la possibilité d’enterrer les doseurs ainsi que les tuyaux de distribution d’eau d’irrigation à une dizaine de centimètres de profondeur, on a les avantages suivants : - Une protection contre le soleil de ces tuyaux et doseurs et une prolongation notable de leur durée de vie, - Une protection contre les dégradations mécaniques de ces tuyaux et doseurs, par les animaux (chiens ou animaux sauvages) ou les humains dans les espaces verts ou dans les exploitations agricoles, - Une meilleure esthétique pour les espaces verts ainsi que pour les plantes mise dans des pots et containers, - Pour l’hôtellerie et les gestionnaires des espaces verts (notamment les municipalités) les diffuseurs permettent de diviser par 3 la facture de l’eau et de réduire les fréquences d’irrigation (une fois par semaine au lieu de 1 fois tous les deux jours ; une fois par mois au lieu de 1 fois par semaine). Ceci se traduit par une baisse des frais de main d’œuvre. Autres utilisations du diffuseur enterré Le diffuseur enterré peut être utilisé dans l’agriculture pluviale, aussi bien pour l’arboricultureque pour certaines cultures annuelles à racines pivotantes (mais, tourne sol, cucurbitacées, etc.) : • la première utilisation est l’irrigation d’appoint lors d’une sécheresse de courtes ou de longues durées. Cette irrigation d’appoint intervient pour sauvegarder une production et la conduire jusqu’à maturation, ou pour sauvegarder la vie des arbres lors de 2 ou 3 années successives de sécheresse. • La deuxième utilisation est l’injection des eaux de rétention des ouvrages (de petite de moyenne et de grande hydraulique : fesguias, jessours, lacs collinaires, grand barrages) dans les couches profondes du sol, dans un but de conserver cette eau injectée pour être utilisée par l’arboriculture et certaines cultures à racines pivotantes, durant l’été et les périodes de sécheresse de courte ou de longue durée. Ceci permet l’exploitation des ressources en eau perdues lors des années pluvieuses et très pluvieuses. Ainsi pour un lac collinaire, avec un bassin versant de 700 hectares et une capacité de stockage de 300 000 mètres cubes, ces ressources (pour une année humides et une année très humides), qu’ont peut injecter dans les couches profondes du sol des exploitations agricoles pluviales, sont estimées à 1 550 000 mètres. Ce volume injecté par diffuseurs enterrés permettrait de maintenir dans de bonnes conditions hydriques de et une bonne production pour 34 444 oliviers adultes pendant trois ans. Chaque arbre reçoit 15 mètres cubes par an. • La troisième utilisation est l’injection des eaux des sources naturelles, notamment durant la période d’octobre à Mai. Durant cette partie de l’année, les eaux des sources, sont souvent très peu utilisées pour l’irrigation et sont perdues dans les oueds, les dépressions salées ou dans la mer. On peut estimer le volume d’eau perdu et non valorisé, pour une source avec un débit moyen de 1 litre /s, durant les années humides et très humides pendant les 6 mois (octobre à mars) 1 à 23328m3. Ce volume perdu, s’il a tété injecté dans le sol, peut subvenir aux besoins de 518 oliviers adultes pendant trois années successives de sécheresse. Cette opération d’injection des eaux pluviales et des eaux des sources a été testée et vérifiée dans des exploitations de paysans à Beni Khedache(Mont de Matmata Sud Tunisien) à Djebba(Béja Nord de la Tunisie) et Tiniri en Kabylie(Nord algérien).1 Durant ces mois, on n’utilise pas les eaux de la source pour l’irrigation, car il’ y a suffisamment d’eau de pluies infiltrée dans lesol 4/22
  5. 5. Emplacement du plant maraicher Doseur d’eau Diffuseur Tuyau souple (6mm) Buse (6mm) de connexion au tuyau de distribution Tuyau de d’eau distribution d’eau 16 ou 20mm Emplacement du plant maraicherDétail des accessoires de connexion du doseur intégré et du diffuseur enterré pour maraichage 60cm 70cm 60cm 90cm Plants maraichers 800cm(8m) Vue en plan du dispositif d’irrigation par diffuseurs enterrés (à 2 plants) des cultures maraîchères, dans une serre de 8 mètres de large 5/22
  6. 6. 6/22
  7. 7. 7/22
  8. 8. 382 716=5=2,7 141382=3,7103 8/22
  9. 9. Doseur séparé pour arboriculture et Buse (6mm) de connexion au tuyau de plantes arbustives distribution d’eau Tuyau souple (6mm)Détail des accessoires de connexion du doseur séparé du diffuseur enterré pour arboriculture et plantes arbustives Buse 6mm Bouchon Tuyau souple 6mm Doseur d’eau séparé Tuyau 16mm du diffuseur longueur : 30 ou 60 cm Dispositif de connexion du tuyau 16mm du diffuseur Diffuseur Tuyau 16mm de distribution d’eau 16 mm Détail des accessoires de connexion du doseur séparé et du diffuseur enterré pour arboriculture et plantes arbustives 9/22
  10. 10. 10/22
  11. 11. 11/22
  12. 12. Des arbres fruitiers (poirier, vigne, oranger, cerisier) dans la parcelle pilote de l’Institut desRégions Arides à Medenine , irrigués par des prototypes du diffuseur en plastique enterrés 12/22
  13. 13. 13/22
  14. 14. Diffuseur pour plantes dans des pots et containers Rubber tube :6mm Plant Water connection orifice Waterdistribution tube SoilWateremitter Container Buried diffuser Diffuseurs enterrés pour irrigation des plantes dans pots en pépinière 14/22
  15. 15. Orifice de remplissage du réservoir du diffuseur enterréPlantes dans des containers et pots irriguées par diffuseurs enterrés avec réservoir 15/22
  16. 16. Ce graphique montre comparaison de lirrigation( par submersion, par goutteur et par diffuseur) des pots pour plantes que l’irrigation par ornementales, mis à lextérieur, sur le toit dun local( laboratoire) diffuseur des plantes ornementales mises 8000 dans des pots ou 7830 containers, est plus 7000 économe en eau que 6640 la submersion et le 6170 6450 goutteur. Cette 79,6%reserves hydriques (en grammes) 5960 5690 6000 5430 économie d’eau plus 5340 5140 importante pour le 5550 4910 5000 4390 diffuseur se traduit 4600 4260 4400 4330 4680 4100 3960 3900 4090 par une diminution du 45% nombre d’irrigation 4000 4190 3490 108 jours 70,2% par mois. Ainsi si on 2990 3570 doit ajouter dans le 3000 pot 2litres d’eau, 2490 1780 chaque semaine pour 2000 1430 le goutteur ; pour le 32 jours 31,8% 1,5% 1030 diffuseur on n’ajoute 950 1000 720 570 ces 2 litres que une 480 250 240 fois par mois. Ceci 260 210 120 0 330 140 est très important à 0 30 l’échelle nationale et internationale, pour 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 les habitants des 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 8/ 8/ 8/ 8/ 9/ 9/ 9/ 9/ 0/ 0/ 0/ /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /1 /1 /1 villes et les hôtels et 03 10 17 24 31 07 14 21 28 04 11 18 25 02 09 16 administrations, qui dates de relevé des reserves hydriques possèdent des plantes submersion goutteur diffuseur ornementales dans des pots et containers. 16/22
  17. 17. Ce graphique montre que comparaison de lirrigation( par submersion, par goutteur et par diffuseur) des pots pour plantes l’irrigation par diffuseur ornementales, mis à lintérieur dun local( laboratoire) des plantes ornementales 6000 mises dans des pots ou 5390 containers, est plus 5060 4970 économe en eau que la 4870 123 jours 80,2% 77,6% submersion et le 5000 4770 4690 73% 4610 4520 goutteur. Cette économie 4950 4910 4430reserves hydriques (en grammes) 4270 4260 4190 4130 d’eau plus importante 4060 3980 4510 80 jours 3930 3850 pour le diffuseur se 4000 3690 traduit par une 3530 3890 diminution du nombre 2940 44,3 d’irrigation par mois. 3000 3220 % Ainsi si on doit ajouter 2390 45,4% dans le pot 2litres d’eau, 2700 94 jours chaque semaine pour le 33 jours 2000 2250 1760 goutteur ; pour le 1390 diffuseur on n’ajoute ces 1740 5,8% 2 litres que une fois par 1000 1310 830 mois. Ceci est très 630 important à l’échelle 450 620 nationale et 380 0 290 120 0 170 internationale, pour les 0 habitants des villes et les hôtels et administrations, 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 02 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 qui possèdent des plantes 6/ 6/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 8/ 8/ 8/ 8/ 9/ 9/ 9/ 9/ 0/ 0/ 0/ /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /1 /1 /1 19 26 03 10 17 24 31 07 14 21 28 04 11 18 25 02 09 16 ornementales dans des dates de relevé des reserves hydriques pots et containers. diffuseur submersion goutteur 17/22
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