FR2540703A1 - Procede et dispositifs d'irrigation continue au moyen de tubes exsudants - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE ET DES DISPOSITIFS D'IRRIGATION CONTINUE AU MOYEN DE TUBES EXSUDANTS. UNE INSTALLATION SELON L'INVENTION COMPORTE DES TUBES EXSUDANTS 1 QUI SONT POSES ENTRE DES RANGEES DE PLANTES ET QUI SONT CONNECTES SUR UN COLLECTEUR 2. ON PLACE A L'EXTREMITE AMONT DE CHAQUE TUBE 1 UN AJUTAGE CALIBRE 3 CHOISI DANS UN JEU D'AJUTAGES AYANT UN DEBIT SOUS UNE CHARGE DETERMINEE, QUI CORRESPOND A LA LONGUEUR DES TUBES ET AUX BESOINS DETERMINES DE LA CULTURE. ON ALIMENTE LE COLLECTEUR 2 PAR UN BAC OUVERT 8 QUI EST ALIMENTE PAR UN ROBINET 9 A FLOTTEUR 10. LE BAC 8 EST MONTE COULISSANT SUR UN SUPPORT ET ON FAIT VARIER PERIODIQUEMENT LA HAUTEUR DU BAC POUR AJUSTER LE DEBIT DES TUBES AUX CONDITIONS SAISONNIERES. UNE APPLICATION EST L'IRRIGATION CONTINUE DES CULTURES MARAICHERES, FRUITIERES, FLORALES, ETC.

Description

Procédé et dispositifs d'irrigation continue au moyen de tubes exsudants.

L'invention a pour objet un procédé et des dispositifs d'irrigation continue au moyen de tubes exsudants.

Le secteur technique est celui de l'irrigation.

On connaît des rubans exsudants qui sont composés d'un matériau poreux et qui permettent dtirriguerg de façon discontinue, des cultures maraîchères, fruitières, florales etc....

Les tubes exsudants sont généralement enterrés à faible profondeur, par exemple à une profondeur de l'ordre de 3 cm à 10 cm.

Ces tubes distribuent l'eau par suintement, uniformément sur toute la longueur du tube et on obtient autour de chaque tube un manchon de terre humide.

I1 est nécessaire d'enterrer les tubes exsudants pour éviter des déperditions d'eau par évaporation. En outre, le fait d'enterrer ledit tube crée une régularisation de l'absorption-succion par ledit manchon.

Les tubes exsudants fournissent un débit continu et il est absolument nécessaire d'ajuster celui-ci aux besoins des plantes déterminés par le calcul, en fonction de l'évapotranspiration potentielle (ETP), la climatologie et la nature de la culture.

Si l'on alimente les tubes avec de l'eau sous pression, il n'est pas possible d'ajuster le débit en faisant varier uniquement ia pression.

En effet, les meilleurs résultats d'irrigation par des tubes exsudants sont obtenus lorsque la pression dans le tube reste comprise entre des limites assez étroites qui varient entre 100 g et 150 g, selon la nature plus ou moins argileuse ou plus ou moins sablonneuse du sol et on doit donc rester entre ces limites.

De plus, les tubes exsudants n'ont pas comme les systèmes goutte à goutte un débit bien déterminé pour une pression d'alimentation importante. Quelle que soit la pression d'alimentation d'un tube exsudant, celui-ci débite toute l'eau qu'il reçoit.

Les installations d'irrigation par tubes exsudants connues à ce jour comportent des contrôleurs de débit qui sont des détendeurs de pression qui permettent d'obtenir à l'aval un débit déterminé mais qui ne permettent pas de contrôler de très faibles débits. Ces contrôleurs de débit laissent passer des débits de l'ordre de 40 1/heure, c'est- -dire un débit qui est deux à quatre fois trop élevé pour alimenter un tube de 90 m de longueur devant débiter entre 0,1 et 0,2 llmlh. De plus, les contrôleurs de débit existant nécessitent une pression amont élevée d'où une consommation d'énergie.

L'objectif de la présente invention est de procurer des moyens qui permettent d'ajuster avec une très grande précision des débits horaires très faibles distribués par des tubes exsudants en fonction de la longueur desdtubes et de la nature des cultures et qui permettent de plus, d'ajuster périodiquement la pression et le débit en fonction des variations climatiques saisonnières, de façon très simple, sans avoir à intervenir sur l'alimentation des tubes enterrés lors de la mise en culture et au cours de la végétation.

Cet objectif est atteint par un procédé d'irrigation continue au moyen de tubes exsudants qui comporte les opérations suivantes
- on monte à l'extrémité de chaque tube exsudant un ajutage calibré, dont le diamètre est choisi en fonction de la longueur du tube pour laisser passer, sous une hauteur de charge déterminée, un débit sensiblement égal aux besoins déterminés de la culture;
- on alimente les ajutages à partir d'un réservoir ouvert, qui est équipé d'un robinet à flotteur et qui est déplaçable en hauteur ;
- et on ajuste périodiquement la hauteur dudit réservoir en fonction des variations climatiques saisonnières et du développement de la plante.

Un dispositif d'irrigation continue au moyen de tubes exsudants enterrés qui sont enterrés à faible profondeur comporte une pluralité de tubes exsudants qui sont connectés sur un collecteur, chaque tube comportant, à l'extrémité amont, un ajutage calibré dont le diamètre est déterminé en fonction de la longueur du tube pour débiter sous une hauteur de charge déterminée, une quantité d'eau horaire sensiblement égale aux besoins déterminés de la culture et il comporte, en outre, un bac ouvert qui alimente un ou plusieurs collecteurs et qui est alimenté à travers un robinet à flotteur qui maintient dans ledit bac un niveau d'eau sensiblement constant, lequel réservoir est placé sur un support qui comporte des moyens permettant de faire varier la hauteur dudit bac.

L'invention a pour résultat l'irrigation continue des cultures au moyen de tubes exsudants dont les débits sont fixés au départ avec une très bonne précision en fonction de la longueur des tubes et des besoins déterminés des cultures fixés à partir de l'évapotranspira-
tion potentielle (ETP) et sont ajustés très simplement en fonction des variations climatiques.

Les variations climatiques sont généralement très progressives et entraînent des variations d'évapotranspirations lentes et de faible amplitude, si bien qu'il suffit de faire varier périodiquement le niveau du bac par exemple une fois par mois, ce qui représente donc un travail peu important.

Le bac ouvert équipé d'un robinet à flotteur qui maintient un niveau d'eau très constant dans le bac combiné au déplacement ver
tical du bac, constitue un moyen peu onéreux pour ajuster le débit continu en fonction des variations saisonnières
Le procédé et le dispositif selon l'invention s'appliquent aussi bien aux jardins privatifs qu'aux grandes exploitations et, dans tous les cas où il devient nécessaire d'économiser de l'eau et de l'énergie. Bien entendu, dans le cas d'exploitations très importantes comportant de nombreux bacs, on peut équiper chaque bac d'un servomoteur et d'une sonde qui mesure 1' évapotranspiration ou l'humidité du sol et qui commande le servomoteur pour déplacer automatiquement le bac et maintenir un débit horaire des tubes exsudants constamment égal aux besoins déterminés de la culture.

Le bac coulissant en hauteur et muni d'un robinet à flotteur permet de maintenir à l'amont des ajutages une hauteur de charge déterminée avec une grande précision et donc d'obtenir un débit des ajutages bien déterminé.

Les tubes exsudants permettent de répartir ce débit très uniformément sur toute la longueur du tube, de sorte que l'on obtient finalement,en tout point de la culture et tout au long des saisons, un débit continu d'irrigation très bien ajusté aux besoins des plantes,
ce qui est absolument essentiel pour une irrigation continue dans laquelle il test pas possible de corriger des variations de débit par des variations de temps d'irrigation.

Les dispositifs selon l'invention permettent d'éviter à la fois des excès d'irrigation continue qui gaspillent inutilement de l'eau et peuvent entraîner des pourrissements des racines et des insuffisances d'irrigation continue qui entraînent des pertes de rendement des cul tures,
Les installations d'irrigation selon l'invention sont des installations continues qui ne nécessitent donc aucune manoeuvre programmée de vannes d'arrosage.

Les débits des ajutages sous une hauteur de charge bien déterminée sont parfaitement connus et il est donc facile pour un exploitant de choisir au départ, dans un jeu d'ajutage calibrés, ceux qui correspondent aux besoins déterminés de la culture. I1 est également facile de corriger une légère erreur dans le choix dès ajutages en faisant varier légèrement la hauteur du bac coulissant.

Les bacs à niveau constant utilisés pour alimenter des tubes exsudants dont des bacs de faible volume. donc peu onéreux. Par exemple, pour irriguer un hectare avec des tubes exsudants disposés tous les deux mètres, il faut 5000 mètres de tube qui débitent au maximum 0,2 l/m/h, soit au total 500 l/h, soit moins de 10 1/minute. Un bac de quelques litres suffit donc à alimenter un hectare.

La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention.

La figure 1 est une vue générale en plan d'une installation d'irrigation.

La figure 2 est une coupe verticale selon II-II de la figure 1.

La figure 3 est une coupe axiale à plus grande échelle d'un ajutage calibré.

La figure 4 est un diagramme représentant le débit en fonction du diamètre de l'ajutage pour des pressions en amont déterminées.

Les figures 1 à 3 représentent une installation d'irrigation continue d'une culture par exemple une culture de plantes maraî- chères saisonnières telle que des tomates ou des laitues qui sont plantées suivant des rangées.

Le long de chaque rangée de plantes ou entre deux rangées voisines sont placés des tubes d'arrosage I qui sont des tubes ou rubans exsudants de tout type connu, y compris des tubes en terre cuite poreuse. Par exemple les tubes I sont des tubes appelés "Viaflo" qui sont fabriqués en un matériau plastique, poreux à l'eau, fabriqué par la firme "DU PONT DE NEMOURS" sous la dénomination "TYVEK". Les tubes 1 sont enterrés à faible profondeur, par exemple entre 3 çm et 10 cm comme on le voit sur la figure 2. La longueur de chaque tube 1 est par exemple de l'ordre de 90 m.

Une pluralité de tubes 1 est connectée en parallèle sur un collecteur 2. Chaque tube 1 est connecté sur le collecteur 2 par l'intermédiaire d'un ajutage calibré 3 qui permet de déterminer avec une très grande précision, un faible débit horaire de l'ordre de 5 à 15 litres/heure.

La figure 3 représente, à plus grande échelle, ltun des ajutages 3. Celui-ci comporte un corps tubulaire en plastique 4, dont la surface externe est cannelée ou striée pour assurer llassembla- ge avec un tube exsudant 1 et avec un bout de tube souple 5 qui le relie au collecteur. Le corps 4 comporte un alésage 6 qui se termine par un ajutage calibré 3 ayant une longueur déterminée comprise entre 10 mm et 15 mm et un diamètre bien déterminé compris entre 0,85 mm et 1,5 mm.

Les tubes exsudants 1 doivent distribuer, de façon uniforme sur toute leur longueur, un débit d'eau par mètre et par heure qui correspond aux besoins en eau de la culture.

On connaît parfaitement le débit d'un ajutage calibré qui est alimenté sous une pression statique constante bien déterminée.

La figure 4 est une abaque sur laquelle on a représenté trois courbes expérimentales C1, C2, C3 correspondant respectivement à des pressions d'alimentation de 0,085 bar, 0,1 bar et 0,15 bar, c'est- à-dire à des hauteurs d'eau de 0,85 m, Im et 1,5 m, qui encadrent la plage de hauteurs d'eau dans laquelle on se situe. On dispose un jeu d'ajutages calibrés ayant par exemple une longueur de 10 mm et comportant six diamètres différents, par exemple : 0,85; 0,9; 1; 1,1; 1,2 et 1;3 mm. Les abscisses de la figure 4 représentent le diamètre de l'alésage et les ordonnées le débit de l'ajutage en litresjheure.

Les tubes enterrés 1 sont par exemple mis en place en même temps que l'on plante ou que l'on sème. La longueur des tubes 1 correspond à la configuration du champ sans que la dénivellation des deux extremités du tube dépasse 0,50 mètre.

On calcule le débit horaire que l'on doit fournir à chaque tube en.multipliant la longueur de celui-ci par les besoins horaires déterminés de la culture dans la période climatique sur laquelle la culture va évoluer. Par exemple, si l'on plante des tomates sous un climat méditerranéen et que le calcul des besoins de la culture déterminent une alimentation en eau de 0,1 I/m/h, il faudra installer des tubes exsudants 1 ayant un longueur de 60 m et espacés d'un mètre. Il faut donc que chaque tube distribue 6 l/h. On voit sur l'abaque que des ajutages de 0,9 mm alimentés sous une hauteur d'eau légè- rement supérieure à 0,85 m vont être suffisants pour fournir cette quantité d'eau.

En cours de saison, l'évapotranspiration va croître mais il n'est pas nécessaire de modifier les ajutages pour ajuster le débit.

il suffit de modifier périodiquement la hauteur d'eau; par exemple une fois par mois à mesure que l'on avance vers la saison chaude. On voit sur l'abaque de la figure 4 que des ajutages de 0,9 mm, qui débitent 5,8 1 /h, sous une hauteur d'eau de 0,85 m, vont pouvoir débiter jusqu'à 8,5 l/h sous une hauteur d'eau de 1,5 m, ce qui est largement suffisant pour alimenter les plantes. Cet exemple concerne une culture qui est plantée en début de saison chaude.

Inversement, s'il s'agit d'une culture qui est plantée pendans la saison chaude où l'évapotranspiration potentielle (ETP) est maxima, on choisit un ajutage capable de délivrer un débit correspondant aux besoins des cultures sous une hauteur d'eau maxima de 1,50 m et on réduit ensuite la hauteur d'eau.

Le collecteur 2 qui alimente les tubes 1 est connecté par un flexible 7 sur un bac 8 qui est un petit réservoir ayant une capacité de quelques litres seulement. Le réservoir 8 est alimenté en continu à travers un robinet 9 commandé par un flotteur 10 qui maintient la surface de l'eau dans le bac à un niveau sensiblement constant. Le robinet à flotteur 9 est alimenté par un flexible 11.

Bien entendu, plusieurs flexibles 11 peuvent être connectés en pa rallèle sur une arrivée d'eau 12 qui n'a pas besoin d'être portée à une pression élevée. Il suffit que la pression soit supérieure à la hauteur maxima des bacs 8.

Le bac 8 est placé sur un support 13, par exemple un support en forme de trépied qui comporte un collier 14 muni d'une vis pointeau 15 qui permet de faire coulisser dans le collier un bout de tube rigide 16 qui relie le bac 8 au flexible 7 et donc de faire varier la hauteur du bac 8, ce qui permet d'ajuster avec des moyens très simples et très peu onéreux la hauteur d'eau à l'amont des ajutages calibrés 3. Le collier 14 est situé à une hauteur du sol de l'ordre de 0,80 m et le tube rigide 16 a une longueur de l'ordre de 0,8 m à 1 mètre, de sorte que l'on peut faire varier la hauteur de charge entre 0,85 m et 1,5 m qui sont les limites utilisées en pratique.

Le bac 8 est un bac ouvert à la pression atmosphérique qui sert donc de rupteur de charge quelle que soit la pression dans la conduite d'alimentation 12. La combinaison du robinet à flotteur 9 qui maintient l'eau à un niveau constant dans le bac 8 et . la possibilité de faire coulisser le bac 8 en hauteur et de le fixer à une hauteur déterminée permet d'ajuster avec une très grande précision, de l'ordre du centimètre de hauteur d'eau, lapressionen aval des ajutages calibrés 3.

La combinaison de ce bac à flotteur à hauteur variable et des ajutages calibrés permet d'ajuster le débit continu distribué par les tubes exsudants en fonction de tous les paramètres qui entrent en jeu à savoir la nature de la culture et du sol, la longueur des tubes exsudants et la saison.

De plus, il est fréquent que les champs de culture présentent du relief.

Si le relief est faible, dans certains cas, on peut diviser un champ en bandes horizontales telles que les différences de niveau à l'intérieur de chaque bande restent faibles, de l'ordre de 0,5 m et alimenter chaque bande par un bac 8 implanté au niveau de la bande, ce qui permet de se libérer des variations de pression statique dues au relief et des différences de débit des tubes exsudants que cela entraîne.

On peut équiper chaque bac d'une arrivée d'eau mélangée de fertilisants ou de produits phyto-sanitaires. L'eau utilisée dans l'installation qui vient d'être décrite devra être de l'eau agricole filtrée.

Claims (7)

REVEND i CATI ON S

1. Procédé d'irrigation continue au moyen de tubes poreux exsudants (1), caractérisé en ce qu'on monte à l'extrémité de chaque tube exsudant, un ajutage calibré (3), dont le diamètre est choisi en fonction de la longueur du tube pour laisser passeur, sous une hauteur de charge déterminée, un débit sensiblement égal aux besoins déterminés de la culture, on alimente les ajutages à partir d'un réservoir ouvert (8), qui est équipé d'un robinet à flotteur (9) et qui est déplaçable en hauteur et on ajuste périodiquement la hauteur dudit réservoir en fonction des variations climatiques saisonnières et du développement de la plante.

2. Dispositif d'irrigation continue au moyen de tubes exsudants (1) qui sont enterrés à faible profondeur, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de tubes exsudants (1) qui sont connectés sur un collecteur (2), chaque tube comportant, à l'extrémité amont, un ajutage calibré (3) dont le diamètre est déterminé en fonction de la longueur du tube pour débiter sous une hauteur de charge déterminée, une quantité d'eau horaire sensiblement égale aux besoins déterminés de la culture et il comporte, en outre, un bac ouvert (8) qui alimente un ou plusieurs collecteurs (2) et qui est alimenté à travers un robinet à flotteur (9) qui maintient dans ledit bac un niveau d'eau sensiblement constant, lequel réservoir est placé. sur un support (13) qui comporte des moyens permettant de faire varier la hauteur dudit bac.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tubes exsudants sont fermés à leur extrémité aval.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit bac (8) est prolongé vers le bas par un bout de tube vertical rigide (16), ayant une longueur de l'ordre d'un mètre, qui est maintenu dans un collier (14) muni de moyens (15) permettant de bloquer le tube ou de le libérer, lequel collier est placé à une hauteur au-dessus du sol de l'ordre de 0,80 m.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit collier est supporté par un trépied posé sur le sol.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit ajutage calibré a une longueur de l'ordre d'un centimètre et il est choisi parmi un jeu de plusieurs ajutages dont les diamètres sont compris entre 0,85mm et 1,5 mm.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 6, caractérisé en ce que lesdits bacs (8) comportent une arrivée d'un mélange d'eau et d'un fertilisant ou d'un produit plytosanitaire.