FR2474894A1 - Canalisation d'irrigation ayant des caracteristiques de debit determinees et procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE CANALISATION D'IRRIGATION AYANT SUR SA LONGUEUR DES CARACTERISTIQUES DE DEBIT DETERMINEES. CETTE CANALISATION EST CARACTERISEE EN CE QU'ELLE COMPORTE UN CONDUIT DE LIQUIDE POUVANT ETRE RACCORDE A UNE SOURCE DE LIQUIDE SOUS PRESSION, UNE MULTIPLICITE DE MOYENS DE DECHARGE DE LIQUIDE ASSOCIES A CE CONDUIT SUR SA LONGUEUR ET DONT LES ENTREES SONT COUPLEES AU CONDUIT A DES EMPLACEMENTS TELS QUE LES DEBITS DE LIQUIDE DANS LES MOYENS DE DECHARGE INDIVIDUELS SONT DANS DES PROPORTIONS RELATIVES DETERMINEES. APPLICATIONS A L'IRRIGATION.
Description
1 2474894
La présente invention concerne de façon générale un
appareil d'irrigation et de façon plus particulière une ca-
nalisation d'irrigation sur la longueur de laquelle sont
montes de nombreux dispositifs d'irrigation.
Il est bien connu que, dans la conception des systèmes d'irrigation, il est nécessaire de tenir compte des pertes de pression dans une canalisation d'irrigation, ainsi que des
variations de pression dans cette canalisation dues aux ca-
ractéristiques topographiques de la zone irriguée. Les pertes de pression dans la canalisation d'irrigation peuvent être
classées en deux types généraux, à savoir les pertes en cana-
lisation qui sont fonction de la longueur de la canalisation
ainsi que d'autres facteurs, et les pertes dans les disposi-
tifs, qui sont fonction du type de dispositifs d'irrigation
utilisés et de leur nombre.
Il est habituellement souhaitable d'obtenir un débit
d'irrigation uniforme par surface unitaire de la surface ir-
riguée. La plupart des dispositifs d'irrigation sont conçus de telle sorte que leur débit est fonction de la pression dans la canalisation à leur emplacement. Comme on l'a noté
ci-dessus, des chutes de pression se constatent dans la cana-
lisation qui résultent de pertes. Des variations topographi-
ques, telles qu'un terrain en pente, peuvent provoquer des
augmerntations de pression., et également des chutes de pres-
sion. Ainsi, la pression aux divers points le long d'une
canalisation dirrigation peut varier dans divers sens.
On sait tenir compte des variations de pression le
long d'une canalisation d'irrigation en utilisant sur la ca-
nalisation des régulateurs de pression et de débit. On sait
dgalement utiliser des tubes d'irrgation de diamètres dé-
croissants le long de la canalisation pour tenir compte des augmentations de pression dues à des pentes négatives et employer des canalisations d'alimentation de tranchées avec des ouvertures de diamètres variables pour compenser les
pertes de pression en ligne.
Les deux solutions précitées entraînent des dépenses importantes et la dernière entraîne des complications de
conception et d'installation.
La présente invention vise à résoudre les inconvénients des solutions précitées en ce qui concerne le problème des variations de pression dans une canalisation d'irrigation
et elle procure une telle canalisation qui est individuel-
lement adaptée pour résoudre ce problème.
Selon une réalisation de la présente invention, il est procuré une canalisation d'irrigation ayant sur sa lon- gueur des caractéristiques de débit déterminées, comportant un conduit de liquide pouvant être raccordé à une source de
liquide sous pression, une multiplicité d'éléments d'écou-
lement ou de décharge de liquide associés au conduit sur sa longueur et ayant leurs arrivées couplées au conduit en des
emplacements tels que les débits de liquide dans les élé-
ments d'écoulement individuels sont dans des proportions
relatives déterminées.
Selon une autre réalisation de la présente invention,
il est prévu une canalisation d'irrigation ayant sur sa lon-
gueur des caractéristiques de débit déterminées, comportant un conduit de liquide pouvant' être raccordé à une source de
liquide sous pression, une multiplicité d'éléments d'écou-
lement ou de décharge de liquide associés au conduit sur sa longueur et ayant des caractéristiques de débit différentes, les caractéristiques de débit de ces éléments d'écoulement étant choisies de telle sorte que les débits de liquide dans les éléments d'écoulement sont dans des proportions relatives déterminées. En outre, selon une autre réalisation de l'invention, on peut choisir à la fois les caractéristiques de débit et les emplacements des éléments d'écoulement pour obtenir les
proportions relatives recherchées dans les débits.
Les éléments de décharge ou d'écoulement de liquide peuvent être des arroseurs goutte à goutte et peuvent être formés monobloc avec la canalisation d'irrigation. La loi recherchée des débits peut être un débit uniforme par unité
de longueur à l'intérieur de limites prédéterminées.
En outre, selon une autre réalisation, l'invention
propose un procédé pour préparer une canalisation d'irriga-
tion ayant des caractéristiques de débit déterminées, carac-
térisé en ce qu'on part d'un conduit de liquide pouvant être raccordé à une source de liquide sous pression et auquel on associe une multiplicité d'organes de décharge de liquide de
caractéristiques de débit choisies, à des emplacements choi-
sis sur la longueur du conduit, les caractéristiques et les emplacements étant choisis de façon à procurer des débits
dans des proportions relatives déterminées.
Selon une réalisation de la présente invention, dans le procédé ci-dessus, on peut faire varier seulement les caractéristiques de débit, ou seulement les emplacements,
ou bien les deux.
Lorsqu'on fait varier les caractéristiques de débit, on
peut utiliser une multiplicité d'éléments de décharge diffé-
rents, ou bien on peut modifier au choix un seul type d'élé-
ment de décharge pour obtenir des caractéristiques d'écoule-
ment déterminées.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la des-
cription détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seule-
ment, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint sur lequel:
la fig. 1 montre schématiquement une canalisation d'ir-
rigation réalisée et fonctionnant selon une réalisation de l'invention;
la fig. 2 illustre schématiquement un procédé pour pré-
parer une canalisation-<'irrigation ayant des caractéristiques de débit déterminées selon une réalisation de la présente invention;
la fig. 3 représente schématiquement un élément d'écou-
lement modifiable au choix et utilisé dans une réalisation
de la présente invention.
Une canalisation d'irrigation, présentant des caracté-
ristiques de débit déterminées, est obtenue en faisant varier la périodicité des éléments d'écoulement ou de décharge sur
sa longueur, en faisant varier les débits des éléments d'é-
coulement individuels, ou les deux selon-toutes combinaisons désirées.
La fig. 1 montre une réalisation préférée de l'inven-
tion sous la forme d'une canalisation d'irrigation goutte à goutte 10 comportant un tube extrudé 12 dans lequel sont formés monobloc, à des intervalles déterminés, des éléments de décharge ou d'écoulement 14 sous la forme d'inserts qui définissent en association avec le tube des arroseurs goutte à goutte. On notera que les inserts peuvent être écartés à volonté les uns des autres le long du tube 12. On notera
également que l'on peut employer des inserts de débit varia-.
ble et pouvant être choisi.
Selon une réalisation préférée de l'invention, la cana-
lisation d'irrigation goutte à goutte peut être réalisée selon le brevet israélien 45 211. En variante, on peut em-
ployer toute autre réalisation appropriée et tout autre pro-
cédé de fabrication. Bien que la description suivante ait
trait à l'irrigation goutte à goutte, on notera qu'elle n'y est pas limitée et qu'elle peut s'appliquer à tout autre
type de canalisation d'irrigation.
On sait effectuer des calculs de canalisation d'irri-
gation goutte à goutte pour déterminer la longueur maximale d'une canalisation, lorsque la variation autorisée dans les débits des arroseurs goutte à goutte n'excède pas une limite prédéterminée. Dans ces calculs, on maintient constante la
caractéristique de débit des arroseurs et leur écartement.
De façon habituelle, les calculs tiennent compte de
deux types de pertes de pression, les pertes locales asso-
ciées à chaque arroseur et les pertes en canalisation fonc-
tion de la longueur de la canalisation.
Les pertes locales pour chaque arroseur sont données par l'expression suivante v2(1 H- K 2 2lg dans laquelle H1 est la perte de pression pour un arroseur déterminé; K2 est une constante; v est la vitesse dans la canalisation à un endroit donné;
g est la constante de gravitation.
Les pertes en canalisation sont données par l'expres-
sion empirique suivante, à titre d'exemple
_ = C1 1,852 L (2)
2 D4,872 c dans laquelle N H2 est la perte de pression pour une longueur donnée de tube; C1 est une constante; Dt est le diamètre du tube; Qt est la capacité du tube
c est une constante déterminée par les caractéristiques su-
perficielles de la surface intérieure du tube
L est la longueur du tube.
Les calculs classiques tiennent également compte de la topographie du terrain en ce qui concerne les augmentations et les chutes de pression le long de la canalisation en dé-
terminant les limites de longueur d'une canalisation d'irri-
gation goutte à goutte ayant des arroseurs identiques uni-
Lormement espacés.
Selon la présente invention, et par opposition aux techniques et aux canalisations d'irrigation goutte à goutte antérieures, il est possible de procurer une canalisation d'irrigation goutte à goutte adaptée individuellement à une
situation topographique particulière et ayant des caractéris-
tiques de débit déterminées.
Dans le but d'illustrer les facteurs pris en compte
dans les calculs, la fig. 1 montre la canalisation d'irriga-
tion 10 surperposée sur une carte topographique classique qui indique qu'elle traverse des régions A-F à des niveaux différents. Si on ignore momentanément le facteur topographique, on
peut noter que les pertes de pression décrites ci-dessus en-
trainent une perte de pression qui augmente au fur et à me-
sure que l'on s'éloigne de la source d'eau. Afin de compenser cette perte de pression croissante, le débit caractéristique par unité de longueur de la canalisation doit être augmenté
en fonction de la distance à la source d'eau afin de mainte-
nir un débit réel constant par unité de longueur.
En pratique, le débit réel obtenu n'est pas absolument
constant, mais il reste à l'intérieur de limites prédétermi-
nées acceptables.
Le débit caractéristique d'une canalisation d'irriga-
tion est également déterminé par le débit caractéristique
des moyens d'écoulement disposés sur lalongueur de la canali-
sation, ainsi que par la périodicité des emplacements de ces moyens. Selon la présente invention, on peut faire varier soit le débit caractéristique seul,soit la périodicité des emplacements seule, soit les deux, pour faire varier au choix
le débit caractéristique afin d'obtenir un débit réel déter-
miné par unité de longueur darns des conditions données de va-
riation de la pression en canalisation.
Si l'on considère maintenant les facteurs topographi-
ques indiqués sur la fig. 1, on notera que la région A est plus basse que la région B et que la région B est plus basse que la région C. La région D est plus basse que la région C et que la région E. La région F est plus basse que la ré- tion E. En général, on peut dire qu'une diminution du niveau
entraîne une augmentation de pression tandis qu'une augmen-
tation de niveau entraîne une perte de pression. Ces aug-
mentations et ces pertes se combinent avec les pertes de
pression décrites ci-dessus et doivent entrer dans les cal-
culs sous forme de variables supplémentaires déterminant quelles caractéristiques de débit doivent être prévues lors
de l'étude pour la fabrication d'une canalisation d'irriga-
tion, pour obtenir des caractéristiques de débit réel don-
nées à partir de cette canalisation.
On se reporte maintenant à la fig. 2 qui illustre sous forme schématique un appareil pour produire une canalisation
d'irrigation goutte à goutte d'une seule pièce selon une réa-
lisation de la présente invention. L'appareil comporte une extrudeuse 20 qui peut, de façon générale, être similaire à celle décrite dans le brevet israélien 45 211 et qui sert à
extruder un tube continu dans lequel sont placés des arro-
seurs goutte à goutte à intervalles déterminés.
Le repère 22 désigne un circuit de commande, qui peut comporter un calculateur de processus conventionnel, qui peut être programmé selon les principes décrits ci-dessus et
qui émet des signaux de commande produisant -toute combinai-
son des fonctions suivantes:
3U 1) instructionsà l'extrudeuse 20 pour insérer des élé-
ments à une périodicité choisie variable; 2) instructions au dispositif d'alimentation comportant une multiplicité de bacs A1-An contenant chacun des arroseurs goutte à goutte de débits caractéristiques différents pour insérer un tel élément sélectionné dans le tube extrudé, à
un moment donné.
3) instructions à un dispositif de modification d'ar-
roseur goutte à goutte pour modifier un arroseur standard de façon à choisir son débit caractéristique et à l'insérer dans
le tube-extrudé à un moment donné.
On peut ainsi apprécier que l'appareil de la fig. 2 peut produire une canalisation d'arrosage goutte à goutte
adaptée individuellement en fonction des calculs décrits ci-
dessus pour tenir compte des pertes de pression locales et en ligne ainsi que des effets de la topographie. Cette cana- lisation conçue sur mesure peut être choisie pour avoir des
caractéristiques de débit réel uniforme par unité de lon-
gueur à l'intérieur de limites prédéterminées ou variant
selon une loi désirée.
On appréciera également que, bien que l'appareil de la fig. 2 ait été décrit eu égard à la production d'un tube
d'irrigation goutte à goutte extrudé avec des inserts dis-
crets, il.peut également être appliqué à tout autre type de canalisation d'irrigation, y compris une canalisation dans laquelle des moyens de décharge ou d'arrosage goutte à goutte sont aeiinis par de simples ouvertures ou par des modèles estampés dans des feuilles métalliques ou de toute autre façon,. La fig. 3 montre un arroseur goutte à goutte pouvant être modifié et un dispositif pour le modifier. L'arroseur est repéré en 30 et un trajet réducteur de pression 32 est formé sur sa surface. Une matrice d'impact 34, que l'on peut positionner à volonté dans un réseau à trois dimensions, est, disposé pour coopérer avec le trajet réducteur de pression de
façon à déterminer ses caractéristiques de débit. Cette coo-
pération peut comporter la formation d'une ouverture dans le trajet vers l'extérieur ou le court-circuit d'une portion de ce trajet. On notera que, en variante, on peut utiliser toute autre technique désirée pour déterminer la caractéristique de débit des moyens d'écoulement, selon une réalisation de l'invention.
Claims (13)
1. Canalisation d'irrigation ayant sur sa longueur des caractéristiques de débit déterminées, caractérisée en ce qu'elle comporte un conduit de liquide pouvant être raccordé à une source de liquide sous pression, une multiplicité de moyens de décharge de liquide associés à ce conduit sur sa longueur et dont les entrées sont couplées au conduit à des emplacements tels que les débits de liquide dans les moyens de décharge individuels sont dans des proportions relatives
déterminées.
2. Canalisation ayant sur sa longueur des caractéris-
tiques de débit déterminées, caractérisée en ce qu'elle com-
porte un conduit de liquide pouvant être raccordé à une source de liquide sous pression, une multiplicité de moyens
de décharge du liquide le long de ce conduit ayant des carac-
-téristiques de débit différentes, celles-ci étant choisies de telle sorte que les débits de liquide à travers les moyens
de décharge sont dans des proportions relatives déterminées.
3. Canalisation ayant sur sa longueur des caractéris-
tiques de débit désirées, caractérisée en ce qu'elle comprend un conduit de liquide pouvant être raccordé à une source de liquide sous pression, une multiplicité de moyens de décharge de liquide associés au conduit sur sa longueur et-ayant des
caractéristiques de débit différentes, les emplacements aux-
quels les entrées des moyens de décharge sont raccordées au conduit et les caractéristiques de débit de ces moyens de
décharge étant choisis de telle sorte que les débits de li-
quide à travers les moyens de décharge individuels sont dans
des proportions relatives déterminées.
4. Canalisation selon l'une quelconque des revendica-
tions précédentes,caractérisée en ce que les moyens de dé-
charge de liquide sont des arroseurs goutte à goutte.
5. Canalisation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la canalisation d'irrigation est formée d'une seule
pièce avec les arroseurs goutte à goutte.
6. Canalisation selon la revendication 5,caractérisée en ce qu'elle comporte un tuyau extérieur continu et que les arroseurs
goutte à goutte sont disposés à des emplacements prédétermi-
nés sur ce tuyau et y sont fixés au moment de la fabrication.
7. Canalisation selon l'une quelconque des revendications
précédentes,caractérisée en ce que les débits sont uniformes
par unité cie longueur le long de la canalisation, à l'inté-
rieur de limites prédéterminées.
8. Procédé pour former une canalisation d'irrigation ayant des caractéristiques de débit déterminées, caractérisé
en ce qu'on part d'un conduit de liquide pouvant être rac-
cordé à une source de liquide sous pression, auquel on asso-
cie une multiplicité de moyens de décharge de liquide de ca-
ractéristiques de débit choisies à des emplacements choisis le long du conduit, et que les caractéristiques de débit de ces moyens et les emplacements sont choisis de façon que les
débits sont dans des proportions relatives déterminées.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce
que les distances entre ces emplacements sont variables.
10. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications
8 et 9, caractérisé en ce que les caractéristiques de débit de certains moyens de décharge individuels diffèrent l'unede l'autre.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications
8 à 10, caractérisé en ce qu'on choisit un élément d'écoule-
ment de caractéristiques de débit désirées parmi une multi-
plicité d'éléments de décharge ayant des caractéristiques de
débit différentes.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications
8 à 11, caractérise en ce qu'on modifie un élément de déchar-
ge unique pour qu'il possède une caractéristique de débit
sélectionnée parmi une multiplicité de caractéristiques pos-
sibles.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications
8 à 12, caractérisé en ce qu'on extrude un tube continu
autour des éléments de décharge.
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