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الجمهــوريـّـة الجـزائـريّـة الـدّيمـقـراطيّـة الشّعبيّــة REPUBLIQUE ALGERIENN

الجمهــوريـّـة الجـزائـريّـة الـدّيمـقـراطيّـة الشّعبيّــة REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE وزارة التعليـم العالـي والبحـث العلمي Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique جامعـة الجياللي بـونعـامـة - خميس مليانة Université Djillali Bounaama - Khemis Miliana Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie et des Sciences de la Terre Département des Sciences Agronomiques Spécialité : Aménagement hydro-Agricole MEMOIRE De fin d’études présenté pour l’obtention du diplôme de Master Thème Présenté par : TAIBI Hamida KASTALI Fatima Soutenu le 01/07/2018, devant le jury composé de : Mr MEROUCHE.A MCB Président UDB- Khemis Miliana Mr TOUIL.S MAA Promoteur UDB- Khemis Miliana Mme BOUAICHI.I MAA Examinatrice UDB- Khemis Miliana Mme KARAHACANE.H MAA Examinatrice UDB- Khemis Miliana Mme MATENE.N MAB Invitée Année universitaire 2017/2018 DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU D’IRRIGATION DU PERIMETRE HESSAINE WILAYA DE MOSTAGANEM Avant tout, nous remercions DIEU qui a illuminé nos chemins et qui nous a armé de courage pour achever nos études. Et « quiconque ne remercie pas les gens, ne remercie pas Dieu » Nos remerciements vont à nos mères et nos pères. Nous remercions fortement notre promoteur : Mr TOUIL.S de nous avoir orienté par ses conseils judicieux dans le but de mener a bien ce travail. De même occasion nous remercions : Nos Enseignants de l’Université Djillali Bounaama de Khemis Miliana pour leurs contributions à notre formation. Notre gratitude va également aux membres du jury d’avoir honorer notre soutenance par leur présence et pour l’effort fourni afin de juger ce travail. Qu’il nous soit permis de remercier toutes les personnes qui ont Contribué de près ou de loin à la réalisation de ce mémoire. Je Dédie ce modeste travail Spécialement à ma très très chère mère, et mon très cher père pour leurs Sacrifices, leurs amours, leurs aides et leurs soutiens afin de me voir arriver à ce Que je suis devenu aujourd’hui. A mes très chères sœurs, A mes très chers frères, A tout ma famille, A tout mes Amis, Je Dédie ce modeste travail Spécialement à ma très très chère mère, et mon très cher père pour leurs Sacrifices, leurs amours, leurs aides et leurs soutiens afin de me voir arriver à ce Que je suis devenu aujourd’hui. A mes très chères sœurs, A mon très cher frère, A tout ma famille, A tout mes Amis, SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE …………………………………………………………...………...1 Chapitre I : Analyse bibliographique I.1 Introduction .......................................................................................................................................3 I.2 Techniques d’irrigations pratiquées dans le monde .........................................................................3 I.2.1 Irrigation de surface (par gravité) ................................................................................................3 I.2.1.1 Irrigation par submersion ou inondation ...............................................................................3 I.2.1.2 Irrigation par infiltration ........................................................................................................3 I.2.1.3 Irrigation par ruissèlement (rigoles) ......................................................................................4 I.2.2 Irrigation par aspersion ..............................................................................................................4 I.2.3 Irrigation localisée (goutte à goutte).. ..........................................................................................5 I.3 Choix de la technique d’irrigation. ...................................................................................................5 I.3.1 Selon les contraintes agronomiques ...........................................................................................6 I.3.1.1 Cultures pérennes ..................................................................................................................6 I.3.1.2 Cultures saisonnières .............................................................................................................6 a) Cultures couvrantes .................................................................................................................6 b) Cultures maraîchères ..............................................................................................................6 I.3.2 Selon les contraintes naturelles ..................................................................................................6 I.3.2.1 Climat ....................................................................................................................................6 a) Evaporation .............................................................................................................................6 b) Vent ........................................................................................................................................7 I.3.2.2 Sol .....................................................................................................................................7 I.3.2.3 Topographie ........................................................................................................................7 I.3.3 Selon les contraintes techniques et socio-économiques ..............................................................7 I.3.3.1 Contraintes techniques ........................................................................................................7 I.3.3.2 Contrainte socio-économique.. ..............................................................................................8 I.4 Systèmes d’irrigations pratiquées en Algérie. ...................................................................................8 I.4.1 Techniques traditionnelles ..........................................................................................................8 I.4.2 Techniques modernes ................................................................................................................8 I.4.2.1 Aspersion ...............................................................................................................................8 I.4.2.2 Goutte à goutte .....................................................................................................................8 I.4.3 Composition d’une installation goutte à goutte et une installation en aspersion .........................8 I.4.3.1 Eléments d’une couverture asperseurs ..................................................................................8 a)Conduite principale ..................................................................................................................9 b)Porte-rampe .............................................................................................................................9 c)Rampes.....................................................................................................................................9 d)Asperseur .................................................................................................................................9 I.4.3.2 Eléments d’une installation goutte à goutte ...........................................................................9 a)Unité de filtration .....................................................................................................................9 b)Distributeurs (les goutteures) ...............................................................................................9 I.5 Ressources en eaux ..........................................................................................................................10 I.5.1 Eaux de surface .......................................................................................................................10 I.5.2 Eaux souterraines. ......................................................................................................................11 I.6 Qualité des eaux .............................................................................................................................11 I.6.1 Salinité ......................................................................................................................................11 I.6.2 Conductivités électriques ...........................................................................................................11 I.7 Etude hydrologique..........................................................................................................................11 I.8 Besoins en eau des cultures .............................................................................................................11 I.8.1 Evaluation des besoins en eau des plantes cultivées .................................................................12 I.8.2 Evapotranspiration (ET) ............................................................................................................12 I.8.2.1 Evapotranspiration potentielle (ETP) ..................................................................................12 I.8.2.2. Evaporation maximale de culture (ETM) ...........................................................................12 I.8.3 Réserve facilement utilisable (RFU) .........................................................................................12 I.8.4 Définition des besoins en eau d’irrigation nette d’une culture ..................................................13 I.8.5 Définition de lessivage ..............................................................................................................13 I.9 Aptitudes culturales .........................................................................................................................13 I.10 Conclusion .....................................................................................................................................14 Chapitre II : Présentation de la zone d’étude II.1 Présentation générale de la zone d’étude .......................................................................................15 II.1.1.Identification et localisation du site ........................................................................................15 II.2.Analyse du milieu physique ...........................................................................................................16 II.2.1.Relief ........................................................................................................................................16 II.2.2.Hydrographie ............................................................................................................................16 II.3 Etude climatologiques ....................................................................................................................17 II.3.1 Choix de la Station météorologique .........................................................................................17 II.3.2 Précipitations ............................................................................................................................17 II.3.3 Températures ............................................................................................................................18 II.3.4 Humidité relative ......................................................................................................................19 II.3.5 Vents.........................................................................................................................................19 II.3.6 Insolation ..................................................................................................................................20 II.3.7 Evaporation ..............................................................................................................................20 II.3.8 Autres paramètres climatiques .................................................................................................20 II.4 Caractéristiques bioclimatiques......................................................................................................20 II.4.1 Indice d’aridité de De Martonne ..............................................................................................20 II.4.2 Quotient pluviométrique et Climagramme d’Emberger ...........................................................21 II.4.3 Diagramme Ombrothermique de Gaussen ...............................................................................22 II.5 Qualité des eaux ..........................................................................................................................23 II.5.1 Caractéristique physique et chimique des eaux des forages .....................................................23 II.5.2 Le coefficient d’adsorption du sodium SAR (Sodium Absorption Ration) ..............................24 II.5.3 Conductivité électrique .............................................................................................................26 II.6 Conclusion ......................................................................................................................................26 Chapitre III : Materiels et méthodes III.1 Etude des pluies annuelles ............................................................................................................27 III.1.1 Etude de l’homogénéité de la série pluviométrique ................................................................27 III.1.2 Ajustement statistique des pluies ............................................................................................28 III.1.3 Choix du type de loi ..............................................................................................................28 III.1.3.1 Ajustement des pluies annuelles à la loi de Gauss ou loi normale ...................................28 III.1.3.2 Ajustement des pluies annuelles à la loi du log-normale (loi de Galton) .........................29 III.1.3.2 Ajustement des pluies annuelles à la loi du log-normale (loi de Galton) .........................30 III.1.3.4 Détermination de l'année de calcul ...................................................................................31 III.1.4 Calcul des besoins en eau des cultures ...................................................................................31 III.1.4.1 Calcul de l’évapotranspiration …………….......................................................................31 III.1.4.2 L’évaporation maximale de culture (ETM) ......................................................................32 III.1.4.3 La réserve facilement utilisable (RFU) .............................................................................32 III.1.4.4 Calcul de la pluie efficace .................................................................................................32 III.1.4.5 Calcul des besoins en eau d’irrigation des cultures ..........................................................33 III.1.4.6 Calcul des besoins brut .....................................................................................................33 III.1.4.7 Calcul des doses de lessivage ...........................................................................................33 III.1.4.8 Calcul du débit spécifique .................................................................................................34 III.1.4.9 Evaluation du débit caractéristique ...................................................................................34 III.2.1 Calcul des débits des ilots .......................................................................................................35 III.2.2 Dimensionnement des canalisations .......................................................................................35 III.2.3 Dimensionnement de la bâche de distribution ........................................................................36 III.2.4 Dimensionnement a la parcelle ...............................................................................................37 III.2.4.1 Dimensionnement d’un réseau goutte à goutte .................................................................37 III.2.4.2 Dimensionnement d’un réseau d’irrigation par aspersion ................................................41 Chapitre IV : Résultats et discussions IV.1 Introduction...................................................................................................................................45 IV.2 Etude Hydrologique ......................................................................................................................45 IV.2.1 Etude des pluies annuelles ......................................................................................................45 IV.2.2 Etude de l’homogénéité de la série pluviométrique ...............................................................46 IV.2.3 Ajustement statistique des pluies ............................................................................................47 IV.2.3.1 Ajustement des pluies annuelles à la loi de Gauss ou loi normale ...................................47 IV.2.3.2 Ajustement des pluies annuelles à la loi du log-normale (loi de Galton) .........................48 IV.2.3.3 Test de validité de l’ajustement à la loi choisie ................................................................49 IV.2.4 Détermination de l'année de calcul .........................................................................................49 IV.3 Calcul des besoins en eaux des cultures .......................................................................................50 IV.3.1 Evapotranspiration (E T) .......................................................................................................50 IV.3.1.1 Evapotranspiration potentielle (ETP) ...............................................................................50 IV.3.1.2 L’évaporation maximale de culture (ETM) ......................................................................50 IV.3.2 Besoins en eau d’irrigation .....................................................................................................51 IV.3.2.1 Calcul de la pluie efficace .................................................................................................51 IV.3.2.2 Choix des assolements ....................................................................................................51 IV.3.2.3 Calcul de la dose de lessivage ..........................................................................................51 IV.3.2.4 Détermination les Besoin en eaux des cultures ................................................................52 IV.3.2.5 Calcul des besoins en eau pour les assolements 1 et 2 .....................................................57 IV.3.3 Calcul du débit spécifique ......................................................................................................59 IV.3.4 Calcul du débit caractéristique................................................................................................59 IV.3.5 Estimation des volumes d’irrigation .......................................................................................59 IV.4 Dimensionnement du réseau de distribution.................................................................................60 IV.4.1 Calcul des débits des ilots .......................................................................................................60 IV.4.2 Dimensionnement des canalisations .......................................................................................60 IV.4.3 Dimensionnement de la bâche de distribution ........................................................................62 IV.5 Dimensionnement a la parcelle .....................................................................................................62 IV.5.1 Dimensionnement hydraulique d’un réseau goutte à goutte ...................................................62 IV.5.2 Dimensionnement d’un réseau d’irrigation par aspersion ......................................................63 IV.6 Conclusion ....................................................................................................................................64 CONCLUSION GENERALE ...............................................................................................................65 Liste des abréviations ANRH : agence nationale des ressources hydrauliques. ONM : Organisme National de Météorologie. BNEDER : Bureau National d’Etude pour le développement Rural. Bi : Besoin d’irrigation. ETM : Evapotranspiration maximale. ETo : évapotranspiration de référence (évapotranspiration potentielle). ETP : évapotranspiration mensuelle. FAO : Organisation mondiale de l’alimentation et l’agriculture. Ceiw : Conductivité électrique de l’eau d’irrigation. Ce : Conductivité électrique. Cees : Conductivité électrique de la pate saturée. LR : leaching Requimpent (fraction de lessivage). Hcc : humidité du sol sur base massique en pourcent de la capacité de rétention en eau. Hpf : humidité du sol au point de flétrissement. Z : profondeur d’enracinement en (mm). Ru : réserve utile. RFU : réserve facilement utilisable. T : Température. V : Vitesse de vent. P : Précipitation moyenne annuelles en mm. I : indice climatique. T : température moyenne annuelle (°C). Da : Densité apparente. Kc : coefficient de culture. H (%) : Humidité relative de l’air (%). Pe: Pluie efficace. ∆H : La perte de charge. q : débit (m3/s). d : diamètre du tuyau (m). L : longueur de tuyau (m). ha: Hectare. mmhos/cm : millimhos par centimètre km: Kilomètre. km²: Kilomètre carré. l: Litre. m: Mètre. m²: Mètre carré. m3: Mètre cube. mm: Millimètre. LISTE DES FIGURES Chapitre I : Analyse Bibliographique Figure I.1:Schéma général d’un réseau d’irrigation sous pression.. ....................................... 10 Chapitre II : Présentation de la zone d’étude Figure II.1:Situation géographique du périmètre ................................................................... 15 Figure II.2:Températures mensuelles du périmètre HESSAINE ............................................ 18 Figure II.3:Diagramme bioclimatique d’Emberger (Station de Mostaganem). ...................... 22 Figure II.4:Diagramme de Gaussen pour la zone HESSAINE......................................................23 Figure II.5 : Diagramme de classification des eaux d’irrigation.............................................25 Chapitre IV : Résultats et Discussions Figure IV.1: Ajustement des pluies annuelles a la loi log-Normale ....................................... 48 Figure IV.2: uploads/Geographie/ memoire-final 3 .pdf