CA1269544A - Procede de drainage de terrain, systeme mettant en oeuvre un tel procede, et application du procede - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de drainage de terrain consistant à relier une canalisation perforée en contact intime avec le sous-sol poreux et serpentant dans un même plan parallèle par rapport au sol, avec une station de pompage capable de fonctionner en aspiration pour créer un vide qui accélère le drainage des eaux excédentaires, et en refoulement pour y injecter de l'eau, de l'engrais, de l'eau réchauffée... qui remontent par capilarité vers la couche de terre arable. L'invention s'applique au drainage et à l'irrigation notamment des terrains de sport, des expaces verts, d'agrément, des cultures maraichères, des serres, ainsi qu'à la régulation de terrains de culture, plus ou moins immergés, tels que des rizières par exemple.

Description

L'invention concerne un système de drainage d'un terrain, notamment de terrains de sports, de sols sportifs pour tennis, salles de sport ou espaces verts en général ainsi que le traitement de sols particuliers où la culture se fait dans des terrains plus ou moins humides tels que les rizières par 5 exemple. Elle concerne également tout système mettant en oeuvre un tel procédé, ainsi que les applications en découlant.
La technique classique consiste à effectuer des tranchées d'écoulement sillonnant la surface du terrain à drainer dans lequel on remplace la terre par un matériau destiné à assurer le cheminement des eaux depuis la terre 10 arable jusqu'à la couche de gravier sous-jacente adéquate. Une autre technique connue consiste à enfoncer à force le matériau de remplissage dans la terre pour assurer la même fonction.
On trouve par exemple dans le brevet français 2,244,3$6 un système de drainage de base réalisé à l'aide de drains logés dans des massifs filtrants,lS et un drainage de surface réalise à l'aide de tranchées drainantes reliant la surface du sol aux massifs filtrants qu'elles coupent sur une partie de leur hauteur. Pour améliorer l'efficacité d'une telle structure, les drains et les massifs filtrants correspondants sont disposés en épi par rapport à
l'axe Iongitudinal du terrain, l'angle que fait leur direction avec cet axe 20 étant par exemple de 60.
, Une autre technique, décrite notamment dans le brevet américian 3,908,385, fait appel à la mise en place d'une couche poreuse de vermiculite sur~ toute la surface du sol à drainer, et de canaux latéraux raccordés à une canalisation princlpale, elle-même en communication ou non avec une pompe 25 aspirante. Les canaux latéraux présentent des fentes et sont disposés à une hauteur déterminée de la surface. Ils rejoignent une canalisation principale située en contre-bas (à une profondeur supérieure donc de celle des canaux latéraux) de telle sorte que l'eau s'écoule par gravité dans la canalisation principale. La pompe aide à cette évacuation. Ici encore, la gravité joue 30 son rôle.
Toutes ces techniques présentent l'inconvénient de nécessiter l'existence : :~ :
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d'une pente qui, si elle n'est pas naturells, doit être créée ~rtificiellement, ce qui pose le plus souvent un problème dont la solution est extremement coûteuse. L'écoulement se fait alors par gravité vers un ou plusieurs réseaux collecteurs qui permettent de drainer les eaux ainsi collectées vers un réseau 5 général d'évacuation. Un autre inconvénient de ces systèmes se situe au niveau des dépôts de sédimentation qui très rapidement obstruent le réseau de collecteur, ce qui nuit évidemment, a court terme, à l'efficacité du système.
Inversement, lorsque la sécheresse s'installe et qu'il faut procéder 10 à une irrigation et/ou de manière générale à une hurnidification du sol, on a, de manière classique, recours à toutes sortes de techniques d'arrosage qui risquent de créer des chocs thermiques au niveau du gazon et d'être préjudiciables par la projection souvent brutale de l'arrosage sur les feuillages.
Dans le cas de la technique décrite par le brevet américain 15 précédemment cité, on peut certes, en inversant le sens de fonctionnement de la pompe, effectuer par le même circuit de canalisation, une irrigation.
Malheureusement, si la gravité sert à l'évacuation des eaux, elle s'oppose à sa remontée et des problèmes d'homogénélté et d'humidification se posent alors. Il Iaut aussi compter avec les risques de sédimentation localisée 20 difficiles à éviter.
La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et concerne un procédé de drainage capable d'assurer cette fonction sans gu'il soit nécessaire de faire appel à une quelconque pente, pour l'évacuation des eaux, ce procédé ne s'appuyant pas sur un écoulement des eaux de drainage par 25 gravité. Un tel procédé présente l'énorme avantage de permettre d'aller chercher l'eau à évacuer, à une très grande distance, ou, réciproquement, de la distribuer à la demande aussi loin que nécessaire, et cela de manière homogène sur toute la surface à irriguer.
Elle concerne également un système de drainage mettant en oeuvre 3Q un tel procédé qui, outre sa fonction de drainage, permet d'assurer une irrigation contrôlée du type subirrigation qui peut même être automatique sans qu'il soit nécessaire de faire appel à des systèmes d'arrosage en surface avec ~ous les désagréments que cela comporte.
Un des avantages de l'invention est donc, d'une part, de contrôler le 35 drainage des eaux et, d'autre part, l'irrigation par des moyens efficaces et simples à mettre en oeuvre, et qui limitent au maximum les travaux ~269~
~- - 3 -d'entretien.
Un autre avantage consiste à éviter, en tous points, tous risques de sédimentation inopportune.
La présente invention vise un système de drainage et d'irrigation de terrain comportant un ré-seau de tranchées reliant une couche de terre végétale à un sous-sol poreux, ledit réseau de drains se présentant sous la forme d'une canalisation perforée, sans solution de continuité et serpentant dans un même plan parallèle à la surface du sol, en liaison intime avec ce sous-sol poreux est relié à une station de pompage capable de fonc-tion en aspiration ou en refoulement, et ceci, en l'ab-sence de tout effet de gravité, ladite canalisation per-forée étant reliée à ladite station de pompage équipée d'une pompe capable de fonctionner en aspiration et en refoulement et reliée à une sortie ayant deux fonctions:
la première d'évacuation, la seconde d'alimentation.
La présente invention vise aussi un procédé de drai-nage de terrain comportant un réseau de tranchées reliant une couche de terre végétale à un sous-sol poreux, le procédé comprenant l'étape de mettre un réseau de drains se présentant sous la forme d'une canalisation perforée, sans solution de continuité et serpentant dans un même plan parallèle à la surface du sol, en liaison intime avec ledit sous-sol poreux, ledit réseau étant relié à
une station de pompage capable de fonctionner en aspira-tion ou en refoulement, et ceci, en l'absence de tout effet de gravité.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes, parmi lesquelles:
- la figure 1 est une illustration schématique du procédé et du système de drainage d'un terrain, confor-mément à l'invention;
3S - la figure 2 est une illustration schématique - 3a -du système de drainage selon la figure 1 dont le fonction-nement est inverse du précédent, c'est-à-dire qu'il fonc-tionne en système d'irrigation, au lieu de fonctionner en système de drainage;
- la figure 3 illustre un détail important d'un système selon l'invention;
- la figure 4 illustre schématiquement une opé-ration de contrôle simplifiant les procédures d'entre-tien, réalisable grâce à la mise en oeuvre d'un système conforme à l'invention;
- la figure 5 représente schématiquement, en coupe, une installation mettant en oeuvre un système con-forme à l'invention;
- la figure 6 illustre schématiquement une ap-plication du procédé et du système conforme à l'invention.
Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les mêmes références dans toutes les figures.
La figure 1 illustre schématiquement, vu en coupe, un procédé de drainage conforme à l'invention.
~20 On réalise, initialement le creusement, selon une confi-~uration déterminée, d'une tranchée 1, que l'on remplit d'un matériau poreux tel que du gravillon, chargé de ré-colter l'excédent d'eau 70 de la surface 2, du sol cou-vert de terre` végétale 3, et qui porte, par exemple, une ~pelouse 33 pour l'amener vers la couche poreuse 5, sous-jacente. On peut, pour réaliser cette tranchée, procé-der de manière classique. Il est cependant recommandé
~ de faire appel à une machine à creuser le ,~, :
-~, .

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mise au point par la demanderesse et qui fait objet d'une demande de brevetfrançais déposée sous le n 83 08760, le 20 Mai 1983.11 s'agit d'une machine dont une caractéristique essentielle réside dans le fait que l'organe excavateurde la machine tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, de telle sorte, 5 que la terre soit récuperée à l'avant de cet organe si l'on regarde le sens d'avancement de la machine. La terre est alors transférée sur un tapis sans fin, en vue dc son évacuation, dont le sens de défilement va de l'avant de la machine vers l'arriere de celle-ci. Une telle architecture permet de positionner une cuve contenant le produit de remplissage de telle sorte que, 10 quelque soit sa charge, le centre de gravité de la machine reste pratiquement constant.
~ lne pluralité de telles tranchées 1 de drainage étant réalisées, un drain 10, qui se présente sous la forme d'une canalisation perforée est mis en contact intime avec la couche poreuse 5, pour recueillir les eaux 15 excédentaires. Selon une caractéristique extrêmement importante de l'invention, ce drain 10 se présente sous la iorme d'un tuyau perforé dont les caractéristiques physiques sont telles qu'il supporte une mise sous vide.
Comme on le voit plus clairement sur la figure 6 qui est une illustration d'une application de l'invention, ce drain ~10) serpente dans un plan déterminé
20 sur toute la surface à drainer concernée. Elle est sans solution de continuité.
Ce tuyau est, selon une autre caractéristique de l'invention, relié à une station de pompage, non représentée sur la figure 1, mais qui sera illustrée ultér;eurement. Pendant l'opération de mise sous vide, l'eau va subir une circulation forcée tout le long du tuyau (10) vers l'évacuation sans pour autant25 deYoir être soumise à une action quelconque de gravité. La pente, dans ces ` conditions, n'est plus nécessaire.
Ainsi en fonction de l'importance du vide créé, le pompage de l'eau sera plils ou moins rapide et son évacuation en dépendra. On peut donc, dans ces conditions, asservir les conditionnements de fonctionnement de la pompe 30 à vide, en fonction des paramètres de drainage que l'on aura pris soin de programmer préalablement.
Il s'agit la d'une fonction extrêmement importante du drain 10 dont le rôle n'est plus seulement d'acheminer l'eau de drainage vers l'évacuation mais d'accélerer, de manière contrôlée, cette évacuation grace à l'effet 35 de vide créé au sein même de ce drain 10. Ainsi, dans le cas où se formeraient des bouchons de sédimentation, ceux-ci se trouveraient automatiquement ~,, - s -désagrégés e~ évacués.
Une telle opération aura lieu préferentiellement en cas d'excédent d'eau, c'est-à-dire en dehors des saisons de sécheresse, lorsque l'apport d'eauxpluviales est maximal.
S Reciproquement et selon une autre caractéristique importante de l'invention, l'inversion du phénomène de circulations d'eau créé par le pompage à vide peut être réalisé lorsque la secheresse se fait sentir. Au lieu d'aspirerl'eau à travers le drain 10, si le degré d'humidification de la terre arable s'avère indispensable pour sauvegarder la Yitalité des plantations, on fait encore fonctionner le groupe de pompage mais au lieu de le faire fonctionner en aspiration, on le fait alors fonctionner en refoulement.
Comme le montre la figure 2, on injecte alors dans le drain 10 une quantité d'eau contrôlée qui parcourt le circuit constitué par le drain 10.
Ainsi, cette eau injectée progresse par capilarité au travers des tranchées 1 et vers la terre arable 3 qu'elle irrigue uniformément. Il suffit d'optimiser le nombre et la répartition de ces tranchées pour obtenir au niveau du sol planté une quantité d'eau d'humidification 71.
Une autre application consiste, égalernent, à inclure dans cette eau d'irrigation, les engrais, sous quelque forme que ce soit, qui, par le sous-sol vont progresser vers la surface et alimenter les racines des plantes, pelouses ou arbres quS auront tendance alors à se laisser attirer en pro~ondeur.On se trouvera ainsi face à un procédé à la fois d'irrigation et de fertilisation parfaitement controlable.
Dans le cas de la figure 1, la circulation de l'eau se fera selon la flèche Fl; en revanche, dans le cas de la figure 2, cette circulation se fera dans le sens de la fleche F2. Dans un exemple nullement limitatiI, le diamètre du drain 10 pourra être voisin du ~ = 50 mm. L'eau circulant à l'intérieur des drains 10 pénètre et progresse ainsi à une vitesse constante Yers les trous de tranchées 1 (qui, dans cette phase fonctionnent en goutteurs), la pression de l'eau est ainsi répartie uniformément depuis le début jusqu'à
la fin du drain 1. Il s'ensuit un mouillage de la terre en profondeur, sans perte d'eau, par évacuation ou dr~inage. Les racines du gazon sont attirées en profondeur ce ~ui augmente leur résistance à l'arrachement et leur permet de puiser les sels minéraux en profondeur. De plus, les lessivages d'engrais, surtout de l'a~ote, sont évités.
Il faut bien no~er, comme cela a dejà eté dit précédemment, selon une caractéristique essentielle de l'invention, un seul tuyau (10) est positionné
dans un plan déterminé, par rapport à la surface du sol. Il s'ensuit que aussi bien le drainage des eaux yue l'humidification ou llirrigation, voire même quand cela sera nécessaire, avec de l'eau chargée d'engrais, va s'effectuer 5 de manière homogène sans qu'intervienne la gravité pour le drainage ou d'ailleurs la nécessité de vaincre cette force de pesanteur pour l'irrigation.
Dans certaines applications, l'eau injectée dans le circuit sera réchauffée et, à son tour, assurera le maintien hors gel du sol, ce qui ne nlanque pas d'intérêt, notamment lorsque les conditions climatiques nuisent au bon 10 fonctionnement des installations, de sport notamment, concernées.
Pour le bon fonctionnement de l'ensemble, tant dans la phase d'aspiration, que dans la phase d'irrigation, comme le montre la figure 3, des bouches d'entretien 30, sont prévues sur le circuit de drainage, à intervalle régulier. Des contrôles visuels ou automatiques sont, dans ces conditions, 15 tout à fait possibles et ne posent aucun problème d'exploitation. Ces regardsd'inspection sont espacés, par exemple, de 150 m les uns par rapport aux autres. I
Pour faciliter les contrôles d'un système conforme à l'invention, comme le montre la figure 4, l'utilisateur peut introdllire à l'intérieur du drain 10,20 qui n'est autre que le tuyau perforé supportant une mise sous vide, ou sous pression un organe de contrôle 60, capable de visualiser ce qui se passe à
l'intérieur de ce drain 10. Il peut s'agir, notamment, d'un endoscope du type à fibre optique actuellement disponible dans le commerce. Dans l'exemple décrit, il s'agit d'un terrain de football où un joueur 61 évolue avec le ballon25 63, alors que l'employé procède à une vérification avec un endoscope 60.
Les figures 5 et 6 représentent, respectivement, vu en coupe et en plan une application de la présente invention. Il s'agit a titre d'exemple non limitatif d'un terrain de sport et plus particulièrement d'une aire de jeu 111 entourée d'une piste 120.
Vn tel terrain comporte la combinaison d'un réseau de tranchées 1, sillonnées dans le sens transversal par un drain 10, dans un plan donné et parallèle à la surface du sol, aboutissant à une connection reliée à un groupe de pompage 101, capable à la fois, d'assurer une fonction d'aspiration (mise sous vide) ou de refoulement ~mise d'eau sous pression).
On a représenté sur la figure 6 un terrain de football 111, avec ses délimitations classiques des aires de jeu (but 110, et milieu de terrain, ainsi qu'une piste 120). ~n coupe apparalt plus en détail la station ~ de pompage 101, comportant sa pompe à vide et à refoulement 80, et uné sortie d'évacuation 90, qui lors d'une phase de sécheresse devient source d'alimentation d'eau ou d'engrais ou de mélange eau/engrais.
l~n tel procédé, son système de mise en oeuvre et ses applications présentent comme cela a déjà été dit précédemment de nombreux avantages.
Ils conduisen$, en effet, à une économie d'eau de 30 à 50 % et facilitent considérablement les travaux d'entretien, tout en permettant une programmation automatique, tant du drainage ~ue de l'irrigation. En effet, ce système se compose essentiellement d'un réseau enterré maintenu sous v;de permanent qui assure le transport des eaux de drainage. La centrale de vide recoit les eaux et peut sans problème les rejeter dans un égout principal. Il peut aussi le rejeter dans un réservoir où llon pourra puiser pourune éventuelle phase d'irrigation. D'ailleurs, une des applications de l'invention se trouve dans la technique d'exploitation de ri~ière. ~l est en effet possible,grâce à la mise en oeuvre de la présente invention de pomper de l'eau d'un terrain, à un certain niveau, pour la conduire vers un autre niveau et vice-versa, ce qui, dans le cas de la culture du riz permet d'accroltre considérablement le rendement.
2û Un simple système de vannes (manuel ou électrique) permet la mise en charge des tranchées d'écoulement qui deviennent alors des tranchées d'alimentation par capilarité.
A titre d'exemple, si l'on revient à un exemple précédemment décrit, un terrain de sport traditionnel qui, dans l'art connu, subit un arrosage de 70 mètres cu~es d'eau par semaine, voit la moitié de cette eau, soit 35 mètres cubes directement absorbés par le drainage. ~n revanche, la présente invention permet de ne dépenser que les 35 mètres cubes nécessaires sans pratiquement aucune perte, le niveau étant maintenu automatiquement constant. Un tel système est, de plus, indépendant de la concentration des pluies.
Enfin, de nombreux terrains de sport sont actuellement construits sur des décharges, ce gui, dans le temps, a pour effet de provoquer des affaissements dans le système de drainage traditionnel, empêchant, par conséquent, l'évacuation par gravité des eaux de drainage et rendant par ce fait impraticable l'aire de jeu. Cet inconvénient disparalt avec la mise en oeuvre du procédé et du système conforme à llinvention.
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Comme cela a été dit précédemment, la présente invention s'applique au drainage et à l'irrigation de tout espace vert, d'agrément et de sport, des cultures maraichères, des serres, sans oublier toutes les applications relatives aux cultures s'effectuant dans des milieux humides mais, dont le 5 taux d'humidification doit être rigoureusement contrôlé.

Claims (11)

Les réalisations de l'invention, au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Procédé de drainage de terrain comportant un réseau de tranchées reliant une couche de terre végétale à un sous-sol poreux, le procédé comprenant l'étape de mettre un réseau de drains se présentant sous la forme d'une canalisation perforée, sans solution de continuité
et serpentant dans un même plan parallèle à la surface du sol, en liaison intime avec ledit sous-sol poreux, ledit réseau étant relié à une station de pompage capable de fonctionner en aspiration ou en refoulement, et ceci, en l'absence de tout effet de gravité.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel de l'eau est injectée dans la canalisation perforée, monte à travers les tranchées et irrigue uniformément la couche de terre végétale assurant ainsi son humidification.

3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel un engrais est injecté dans le réseau de drains et monte par capilarité à travers les tranchées vers la couche de terre végétale qu'elle fertilise.

4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel un engrais est injecté dans le réseau de drains et monte par capilarité à travers les tranchées vers la couche de terre végétale qu'elle fertilise.

5. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel de l'eau réchauffée est injectée au moyen de la station de pompage à travers la canalisation.

6. Système de drainage et d'irrigation de ter-rain comportant un réseau de tranchées reliant une couche de terre végétale à un sous-sol poreux, ledit réseau de drains se présentant sous la forme d'une canalisation per-forée, sans solution de continuité et serpentant dans un même plan parallèle à la surface du sol, en liaison intime avec ce sous-sol poreux est relié à une station de pompage capable de fonction en aspiration ou en refou-lement, et ceci, en l'absence de tout effet de gravité, ladite canalisation perforée étant reliée à ladite sta-tion de pompage équipée d'une pompe capable de fonction-ner en aspiration et en refoulement et reliée à une sor-tie ayant deux fonctions: la première d'évacuation, la seconde d'alimentation.

7. Système selon la revendication 6, comprenant des bouches d'entretien prévues à intervalle régulier.

8. Système selon la revendication 7, dans lequel des moyens de contrôle capables de visualiser ce qui se passe à l'intérieur du réseau de canalisation perfo-rée sont introduits dans les bouches d'entretien.

9. Sytème selon la revendication 6, 7 ou 8, dans lequel l'eau pompée à travers la canalisation et la station de pompage est recueillie dans un réservoir et peut être à nouveau utilisée.

10. Procédé selon la revendication 1, dans le-quel le terrain traité est un terrain de sport, compor-tant une aire de jeux et une piste.

11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le terrain traité est un espace vert d'agrément.