Le présent document a pour objet de faire une étude comparative pour la conception et le dimensionnement des systèmes d’irrigation goutte à goutte, par aspersion et californien pour le périmètre de Ngnith dans la zone du lac de Guiers au Sénégal. Il traite : — La conception technique et le dimensionnement des réseaux d’irrigation au goutte à goutte ; par aspersion et californien. — Des propositions de devis quantitatifs et estimatifs des travaux à exécuter pour chaque type d’irrigation ; — L'identification des impacts environnemental et social des aménagements hydro-agricoles.

1. RÉPUBLIQUE DU SÉNÉGAL
UNIVERSITÉ GASTON BERGER DE SAINT-LOUIS
Année : 2019-2020
MÉMOIRE DE PROJET DE FIN D’ÉTUDE
POUR L’OBTENTION DU
DIPLÔME D’INGÉNIEUR DE CONCEPTION EN GÉNIE CIVIL
Étude comparative pour la conception et le dimensionnement des
systèmes d’irrigation goutte à goutte, par aspersion et californien
: cas du périmètre de Ngnith dans la zone du lac de Guiers au
Sénégal.
Rédigé et Présenté par
Seckou Fossar SOUANÉ
Encadrant académique Membres du jury
M. Lamine DIOP, Maitre-assistant
spécialisé en Génie de l’eau et de
l’environnement, Enseignant chercheur à l’
UFR des Sciences Agronomiques, de
l’Aquaculture et des Technologies
Alimentaires (UGB.)
Maitres de stage
M. Claude Moïse DEMBELE,
Directeur des travaux à Eiffage ;
M. Doudou Ndiaye, Conducteur des
travaux à Eiffage.
M. Babacar DIOUF (Président),
Maitre de Conférence Assimilé, IPSL/UGB ;
M. Falilou COUNDOUL, Maitre de
Conférence Titulaire, IPSL/UGB ;
M. Evrad M. Diokel NGOM, Maitre de
Conférence Titulaire, IPSL/UGB ;
M. Lamine DIOP (Encadrant),
Maitre-assistant, UFR S2ATA/UGB
PFE soutenu le 19/06/2021 Mention Trés Bien - Félicitations du jury

2. DÉDICACES
Á
Ma trés chére Mère Sun Young KIM dit Omma et son mari Moussa SOUANÉ qui
m’ont éduqué et financé mes études depuis mon enfance.
Mes regrettés grand-pères Monsieur Fossar SOUANÉ dit Moussé, Monsieur Langberthé
SOUANÉ et Monsieur Sadio DJITÉ et mes arrières grand-mères Néné Awa DIAMANKA
et Balanto DIBA pour leurs amours, leurs confiances, leurs soutiens et leurs sacrifices.
Mon défunt enseignant de physique en classes préparatoires Professeur Diéne Ndiaye.
Qu’Allah (SWT) leur fasse miséricorde et leur accueille dans le paradis "firdawsi".
Toutes ces braves femmes qui ont toujours pratiqué l’agriculture traditionnelle plus
particulièrement ma mère Fatoumata CISSÉ dont les prières constituent le socle de mes
réussites et ma grand-mère Djonkon SOUANÉ qui m’amenait dans ses champs d’arachide
et de riziculture en Casamance.
Mon père André A. F. Fossar SOUANÉ, ma source de motivation qui ne cesse de
corriger mes imperfections, de me guider, de m’ambitionner et de m’appuyer.
Ma tante Mouminatou DIOKH et ses filles qui constituent une famille pour moi, m’en-
couragent et me motivent davantage.
Ma tante Maïmouna SOUMARÉ qui n’a ménagé aucun effort pour ma scolarisation. Ainsi
qu’à Mes petits frères et sœurs.
Tous mes camarades de la quatrième promotion et les anciens des promotions passées
ainsi qu’ à mes cadets et toutes les générations futures de l’Institut Polytechnique de Saint
Louis.
Mes anciens Omar NGALLA, Pape MBAYE et Ndiagua qui m’ont hébergé en première
année à l’UGB et mes voisins de chambres Babacar, Tékhé et les deux Ibrahima.
Tous Mes fréres de la fraternité "armée G5C" du campus social 1 de l’UGB, particulière-
ment Alioune NDIAYE et Ndéndé SOW.
i

3. REMERCIEMENTS
Avant tout, je remercie ALLAH (SWT), le tout puissant, de m’avoir donner la volonté,
le courage, la maitrise et la chance d’endurer ces cinq années de formation, d’acquérir ce
savoir et d’accomplir ce travail.
Je remercie vivement et profondément mon encadreur de mémoire M. Lamine DIOP,
maitre-assistant spécialisé en Génie de l’eau et de l’environnement, Enseignant chercheur
à l’ UFR des Sciences Agronomiques, de l’Aquaculture et des Technologies Alimentaires
(S2ATA UGB), pour sa disponibilité, son assistance, son soutien, et son écoute. Je tiens
à exprimer aussi toute ma reconnaissance envers lui d’avoir accepter de m’encadrer.
Je remercie à travers mes encadreurs de stage M. Claude Moïse DEMBELE et M.
Doudou NDIAYE, l’entreprise Eiffage qui m’a accueilli comme stagiaire durant 6 mois et
m’a donné accès à tous les données de base pour cette étude.
Je ne saurais oublier dans mes remerciements Mme Aminata Sarr ingénieur en irriga-
tion pour sa disponibilité son soutien et ses conseils. Je remercie également Youssoupha
Gaye pour la relecture du document.
Je remercie le directeur de l’IPSL M. Falilou COUNDOUL enseignant chercheur à
l’IPSL de m’avoir enseigné toutes ces années et de m’avoir mis en relation avec mon enca-
dreur. Je remercie également le directeur adjoint M. Evrad M. Diokel NGOM enseignant
chercheur à l’IPSL qui m’a enseigné durant toutes les 5 années de mon cursus. Je tiens
à remercier M. André FAYE enseignant chercheur ancien directeur de l’IPSL qui nous a
inculpé la rigueur et la persévérance durant les classes préparatoires. Je remercie aussi M.
Dame DIONGUE enseignant chercheur à l’IPSL pour ses conseils.
Mes remerciements vont à l’encontre des membres du jury pour leur volonté d’ évaluer
mon travail.
Je souhaite également remercier vivement tous les enseignants qui ont donné un sens à
mon parcours scolaire : M. Jean Joseph BADJI(CM2) ; M. Sylla DIA ( CEM-AMD) ; M.
GNING (PC-LIDS) ; M. BADJI (SVT-LIDS) ; M. BADJI (PC-LIDS) ; M. DIALLO(PC-
LIDS) ; M. Rassoul DATH (Maths-LMR) ; M. MBAYE (PC-LMR) ; M. Thierry LALEYE
(Algébre-Classes préparatoires IPSL) et M. Tamsir Sylla mon tuteur au Lycée Moderne
de Rufisque (LMR) ainsi que sa femme et ses enfants.
ii

4. LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS
ANSD : Agence Nationale de la Statistique et la Démographie.
APV : agrophotovoltaïque
DN : Diamètre Nominale.
FAO : Fonds Mondial pour l’Agriculture et l’Alimentation.
FCFA : Franc de la Communauté Financière Africaine.
HMT : Hauteur Manométrique Totale.
HTVA : Hors Taxes sur la Valeur Ajoutée.
IGN : Institut National de l’information Géographique et forestière.
OLAC :Office des Lacs et Cours deau.
ONAS : Office National de l’Assainissement du Sénégal.
PDIDAS : Projet de Développement Inclusif et Durable de l’Agribusiness au Sénégal.
PE : Polyéthylène.
PEHD : Polyéthylène Haute Densité.
PN : Presion Nominale.
PSE : Plan Sénégal Emergent.
PVC : Polychlorure de vinyle.
SAED : Société Nationale d’Aménagement et d’Exploitation des Terres du Delta
du Fleuve Sénégal, des Vallées du Fleuve Sénégal et de la Falémé.
TTC : Toutes Taxes Comprises.
iii

5. RÉSUMÉ
Dans le cadre de sa mise en œuvre, le PDIDAS prévoit la réalisation des travaux
d’aménagement d’infrastructures d’irrigation de 2555 ha en secondaire et de 832 ha en
tertiaire dans les zones du lac de Guiers et du Ngalam dans les régions de Saint-Louis
et Louga. Le système d’irrigation californien est le modèle adopté dans cette zone. Ce
système est facile à aménager et à coût faible. Toutefois ils existent d’autres systèmes
d’irrigation qui pourraient optimiser l’utilisation des ressources en eau tels que les sys-
tèmes goutte à goutte et par aspersion. C’est dans ce contexte que s’inscrit notre projet
de fin d’étude qui a pour objectif de faire une étude comparative pour la conception et le
dimensionnement des systèmes d’irrigation goutte à goutte, par aspersion et californien
pour le périmètre de Ngnith dans la zone du lac de Guiers. Pour réaliser ce travail : (i)
les données de bases (climatiques, pédologiques, topographiques, sur les cultures et sur
la ressource en eau) du site ont été collectées et traitées, (ii) la conception technique et
le dimensionnement des différents réseaux ont été effectués, (iii) une évaluation du coût
d’aménagement de chaque système est faite, (iv) les potentiels impacts environnemental
et social ont été identifiés ainsi que les mesures qui peuvent les atténuées. Les résultats
montrent que la demande en eau est plus élevée pour le système californien avec une dose
brute d’irrigation de 630 m3
/ha, suivi du système par aspersion 590 m3
/ha, ensuite vient
le goutte à goutte qui est le plus économe avec 490 m3
/ha. Les conduites de refoulement
et primaires ont les mêmes diamètres respectifs de 630 mm et 500 mm pour tous les trois
réseaux. Mais les conduites secondaires ont des diamètres moins grands pour le système
goutte à goutte (entre 160 mm et 315 mm), suivi du système par aspersion (entre 160
mm et 355 mm) et plus grands dans le système californien (entre 315 mm et 400 mm).
Le système goutte à goutte permet d’arroser 110 parcelles en 4,5 h avec un débit total de
1650 m3
/h, l’aspersion 95 parcelles en 4,5 h avec 1602 m3
/h, quant au californien avec
un débit de 1620 m3
/h permet l’arrosage de 60 parcelles en 3,5 h. Pour la consomma-
tion d’énergie, le système par aspersion demande plus avec 152 panneaux solaires pour
faire fonctionner le générateur photovoltaïque contre 134 pour le californien, tandis que
le goutte à goutte ne nécessite que 46. Quant au coût d’aménagement, il est plus élevé
pour le système goutte à goutte avec 7 974 412 FCFA/ha dépassant légèrement celui du
système par aspersion 7 850 085 FCFA/ha, et le californien est considérablement moins
couteux avec 6 038 395 FCFA/ha. Les impacts sociaux et environnementaux sont plus
ressentis avec le système californien qui offre plus d’emplois directs lors de l’exploitation
mais favorise la perte des terres, la pollution et le développement de maladies telles que
le paludisme.
Mots clés : Ngnith, goutte à goutte, aspersion, californien, photovoltaïque.
iv

6. ABSTRACT
Within the framework of its implementation, PDIDAS plans to develop irrigation in-
frastructure for 2,555 ha of secondary irrigation and 832 ha of tertiary irrigation in the
Lac De Guiers and Ngalam areas in the regions of Saint-Louis and Louga. The Califor-
nian irrigation system is the model adopted in this area. This system is easy to set up
and low cost. However, there are other irrigation systems that could optimize the use of
water resources, such as drip and sprinkler systems. Our final year project comes within
this context and aims to make a comparative study for the design and dimensioning of
drip, sprinkler and Californian irrigation systems for the Ngnith perimeter in the Lac De
Guiers area. To carry out this work : (i) basic data (climatic, pedological, topographical,
on crops and on water resources) of the site were collected and processed, (ii) the technical
design and the sizing of the different networks were carried out, (iii) an evaluation of the
development cost of each system was made, (iv) the potential environmental and social
impacts were identified as well as the measures that can mitigate them. The results show
that the water demand is highest for the California system with an irrigation flow rate
of 630m3
/ha, followed by the sprinkler system at 590m3
/ha, then the drip system which
is the most economical with 490m3
/ha. The delivery and primary pipes have the same
diameters of 630 mm and 500 mm respectively for all three networks. But the secondary
pipes have smaller diameters in the drip system (between 160 mm and 315 mm), followed
by the sprinkler system (between 160 mm and 355 mm) and larger in the Californian
system (between 315 mm and 400 mm). The drip system allows the watering of 110 plots
in 4.5 hours with a total flow rate of 1650 m3
/h, the sprinkler system can water 95 plots
in 4.5 hours with 1602 m3
/h, while the Californian system with 1620 m3
/h allows the
watering of 60 plots in 3.5 hours. For energy consumption, the sprinkler system requires
more energy with 152 solar panels to operate the photovoltaic generator against 134 for
the Californian, while the drip system needs only 46 solar panels. As for the development
cost, it is higher for the drip system with 7,974,412 FCFA/ha slightly exceeding that of the
sprinkler system with 7,850,085 FCFA/ha, and the Californian is considerably less expen-
sive with 6,038,395 FCFA/ha. The social and environmental impacts are more perceptible
with the californian system, which provides more direct employment during the exploi-
tation but promotes land loss, pollutions and the development of diseases such as malaria.
Keywords : Ngnith, drip, sprinkler, Californian, photovoltaic.
v

7. Table des matières
DÉDICACES i
REMERCIEMENTS ii
LISTE DES SYMBOLES iii
RÉSUMÉ iv
ABSTRACT v
LISTE DES FIGURES ix
LISTE DES TABLEAUX x
INTRODUCTION GÉNÉRALE 1
Chapitre 1 SYNTHÈSE BIBLIOGRAPHIQUE 3
1.1 Description des systèmes d’irrigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.1 Le système d’irrigation au goutte à goutte . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2 Le système d’irrigation par aspersion . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.3 Le système d’irrigation californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 Fonctionnement des systèmes d’irrigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1 Le système d’irrigation au goutte à goutte . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 Le système d’irrigation par aspersion . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.3 Le système d’irrigation californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 Conception et dimensionnement des systèmes d’irrigation . . . . . . . . . 7
1.3.1 Le système d’irrigation au goutte à goutte . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.2 Le système d’irrigation par aspersion . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.3 Le système d’irrigation californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4 Avantages et inconvénients de l’utilisation des systèmes d’irrigation au
goutte à goutte, par aspersion et californien . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.5 Études comparatives des systèmes d’irrigation : au goutte à goutte, par
aspersion et californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Chapitre 2 MATÉRIELS ET MÉTHODES 12
2.1 Présentation de la zone étude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.1 Situation démographique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.2 Le climat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.3 Le relief . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.4 Ressources en eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1.5 Le sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2 Méthode de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
vi

8. 2.2.1 Les visites sur site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.2 La revue documentaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.3 La collecte des données . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.3.1 Les données pédologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.3.2 Les données topographiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.4 Le traitement des données collectées . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3 La conception technique des systèmes d’irrigation au goutte à goutte, par
aspersion et californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.1 La source d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.2 Le choix des spéculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.3 Le plan parcellaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3.4 Les besoins en eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.4.1 Besoins nets en eau d’irrigation . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.4.2 Besoins Bruts globaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3.5 Les paramètres d’irrigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4 Le dimensionnement des réseaux d’irrigation au goutte à goutte, par as-
persion et californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.1 Dimensionnement des systèmes d’application à la parcelle . . . . . . 22
2.4.1.1 Système goutte à goutte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.1.2 Système par aspersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.1.3 Système californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4.2 Dimensionnement du réseau de distribution des systèmes d’irriga-
tion goutte à goutte, par aspersion et californien . . . . . . . . . . . 28
2.4.2.1 Les conduites, portes-rampe et rampes . . . . . . . . . . . 28
2.4.2.2 Calcul des pertes de charges . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.4.2.3 Vérification de l’uniformité d’arrosage (critère de Chris-
tiansen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.4.3 Dimensionnement des ouvrages de prise et du système de transport
d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.4.3.1 Les Stations de Pompages des réseaux goutte à goutte, par
aspersion et californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.4.3.2 Le chenal d’amenée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4.4 Le réseau de circulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.4.5 L’organisation de l’arrosage des systémes d’irrigation . . . . . . . . 36
2.5 Évaluation des coûts d’aménagement des systèmes d’irrigation goutte à
goutte, par aspersion et californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.6 Etude d’impacts environnemental et social des aménagements des systèmes
d’irrigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Chapitre 3 RESULTATS ET DISCUSSIONS 37
3.1 La conception technique des réseaux d’irrigation goutte à goutte, par as-
persion et californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.1.1 Les besoins en eau des différentes cultures . . . . . . . . . . . . . . 37
3.1.2 Les paramètres de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.1.3 Les paramètres d’irrigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.1.4 La configuration des réseaux d’irrigation . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2 Le dimensionnement des réseaux d’irrigation . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.2.1 Les organes d’arrosage : gouteurs, asperseurs et bassin de dissipation
- canal arroseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
vii

9. 3.2.1.1 Le choix des gouteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.2.1.2 Le choix de l’asperseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.2.1.3 Dimensionnement du dispositif d’arrosage californien . . . 45
3.2.2 Les conduites, porte-rampes et rampes des réseaux de distribution
des différents systèmes d’irrigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.2.3 Les stations de pompage des réseaux goutte à goutte, par aspersion
et californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.2.3.1 Les pompes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.2.3.2 Les bâches, déssableurs et dégrilleurs . . . . . . . . . . . 53
3.2.4 Les chenaux d’amenée des réseaux goutte à goutte, par aspersion
et californien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.3 Organisation de l’arrosage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.4 Estimation des coûts d’aménagements des différents systèmes d’irrigation . 56
3.5 Notice d’impacts environnemental et social des aménagements . . . . . . . 57
3.6 Les mesures d’atténuation des impacts du projet . . . . . . . . . . . . . . . 61
Bibliographie 65
Annexe A Le calcul des besoins en eau des différentes cultures pour les
systèmes d’irrigation 66
Annexe B Note de calcul du dimensionnement des conduites des ré-
seaux des systèmes d’irrigation 68
Annexe C Les fiches techniques des pompes et des panneaux solaires 74
Annexe D Le plan de la station de pompage des systèmes d’irrigation 77
Annexe E Les devis quantitatifs et estimatifs des différents systèmes
d’irrigation 78
viii

10. Liste des figures
Figure 1.1 Les différents systèmes d’irrigation. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Figure 1.2 Schéma de principe du réseau d’irrigation au goutte à goutte. . . . 4
Figure 1.3 Schéma d’un réseau d’irrigation par aspersion. . . . . . . . . . . . 5
Figure 1.4 Quelques organes d’arrosage d’un système par aspersion. . . . . . 5
Figure 1.5 Schéma type d’un réseau californien. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Figure 2.1 Carte de situation de Ngnith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Figure 2.2 Schéma de l’installation du système au goutte à goutte . . . . . . 22
Figure 2.3 Schéma de l’installation du système par aspersion . . . . . . . . . 24
Figure 2.4 Aménagement parcellaire du système californien. . . . . . . . . . . 26
Figure 2.5 Organigramme du système de pompage photovoltaïque. . . . . . . 31
Figure 3.1 Les besoins en eau de la campagne pour les différentes cultures en
fonction des techniques d’irrigation . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Figure 3.2 Le plan général de configuration des réseaux d’irrigation. . . . . . 42
Figure 3.3 Goutteur STREAMLINE PLUS™. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Figure 3.4 L’asperseur D-NET™. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Figure 3.5 Schéma du dispositif d’arrosage en système californien . . . . . . . 45
Figure 3.6 Les diamètres des conduites secondaires des différents réseaux d’ir-
rigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Figure 3.7 Des pommes de terre poussant sous une installation APV. . . . . . 52
ix

11. Liste des tableaux
Tableau 1.1 Avantages et inconvénients de l’utilisation des systèmes d’irrigation
au goutte à goutte, par aspersion et californien. . . . . . . . . . . . 8
Tableau 2.1 Caractéristiques physico-chimiques des sols de Ngnith. . . . . . . . 15
Tableau 2.2 Le plan annuel de culture pour les trois premières années d’exploi-
tation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Tableau 2.3 La parcellisation du périmètre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Tableau 2.4 Les paramètres d’irrigation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Tableau 2.5 Caractéristiques des pistes du périmètre de Ngnith. . . . . . . . . 36
Tableau 3.1 Estimation des besoins en eau d’irrigation des différentes cultures
en campagne sèche froide et sèche chaude. . . . . . . . . . . . . . . 37
Tableau 3.2 Les paramètres d’irrigation des trois systèmes goutte à goutte, par
aspersion et le californien pour la culture de la patate douce. . . . 39
Tableau 3.3 Les caracteristiques des gouteurs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Tableau 3.4 Les caracteristiques des asperseurs. . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Tableau 3.5 Les caractéristiques de la prise parcellaire. . . . . . . . . . . . . . . 46
Tableau 3.6 Les caractéristiques du bassin de dissipation. . . . . . . . . . . . . 46
Tableau 3.7 Les caractéristiques du canal arroseur. . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Tableau 3.8 Les caractéristiques des rampes, porte-rampes , conduites primaires
et de refoulement des différents réseaux de distribution. . . . . . . 48
Tableau 3.9 Les caractéristiques des pompes pour les différents systèmes d’ir-
rigation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Tableau 3.10 Les caractéristiques de la pompe solaire choisie. . . . . . . . . . . . 51
Tableau 3.11 Les caractéristiques des panneaux solaires choisis pour les diffé-
rents systèmes d’irrigation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Tableau 3.12 Les caractéristiques des bâches, déssableurs et dégrilleurs des dif-
férents systèmes de distribution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Tableau 3.13 Les caractéristiques chenaux d’amenée des différents réseaux de
distribution goutte à goutte, par aspersion et californien. . . . . . 55
Tableau 3.14 Les coûts d’aménagement des différents systèmes d’irrigation. . . . 56
Tableau 3.15 La notice d’impacts environnemental et social des aménagements. 57
x

12. INTRODUCTION
En Afrique de l’Ouest, l’agriculture constitue la principale activité socio-économique.
Elle permet de lutter contre la pauvreté et l’insécurité alimentaire [1]. Au Sénégal, l’agri-
culture est le moteur du secteur primaire. Il constitue la source de revenu de la plupart
des ménages ruraux et repose à 90% sur des exploitations familiales [2]. Il est considéré
comme un secteur moteur de l’économie dans le Plan Sénégal Émergent (PSE) qui sert
de cadre de référence des politiques publiques sur la période 2014-2035 [3].
Cependant, ce secteur fait face à un certain nombre de difficultés dont l’accès aux fac-
teurs de production, le faible niveau de mise en valeur des aménagements hydro-agricoles,
la forte dépendance aux cultures pluviales et aux aléas climatiques, l’insuffisance des
semences de qualité, l’inadéquation de la politique foncière, la dégradation et à l’appau-
vrissement des sols, l’accès aux marchés et à la faible valorisation des produits exportés
[2]. Ainsi, pour lever ce goulot d’étranglement le gouvernement du Sénégal a mis en place
un Programme d’Accélération de la Cadence de l’Agriculture Sénégalaise (PRACAS) qui
a pour objectif stratégique une agriculture compétitive, diversifiée et durable. C’est dans
ce cadre que le Projet de Développement Inclusif et Durable de l’Agribusiness au Sénégal
(PDIDAS) est mis en œuvre dans le bassin du lac de Guiers, pour développer une agricul-
ture commerciale inclusive et une gestion durable des terres à travers des infrastructures
hydro-agricoles efficaces et durables, une assistance technique aux institutions publiques
clés et aux communes, et un appui au secteur privé (y compris les petits exploitants agri-
coles) tout au long des chaînes de valeur de l’agro-industrie [4].
Le PDIDAS prévoit la réalisation de travaux d’aménagement d’infrastructures d’irrigation
de 2555 ha en secondaire (réalisation de chenal d’amenée, station de pompage, conduite
de refoulement et piste de desserte) et de 832 ha en tertiaire (réalisation de réseaux d’ir-
rigation, magasins, pistes de production, brise vent et clôture) dans les zones du lac de
Guiers et du Ngalam des régions de Saint-Louis et Louga.
Ces aménagements sont orientés vers le système californien, un système facile à amé-
nager et à faible coût de réalisation. Toutefois, ils existent d’autres méthodes d’irrigation
qui pourraient optimiser l’utilisation des ressources en eau tels que le système d’irrigation
par aspersion et le système d’irrigation au goutte à goutte.
C’est dans ce cadre que s’inscrit le présent travail qui a pour objet de faire une étude
comparative pour la conception et le dimensionnement des systèmes d’irrigation goutte à
goutte, par aspersion et californien pour le périmètre de Ngnith dans la zone du lac de
Guiers. De façon spécifique, il s’agira de :
— Faire la conception technique et le dimensionnement des réseaux d’irrigation au
goutte à goutte ; par aspersion et californien.
— Proposer des devis quantitatifs et estimatifs des travaux à exécuter pour chaque
type d’irrigation ;
— Identifier les impacts environnemental et social des aménagements hydro-agricoles.
1

13. Le présent document s’articule sur trois chapitres. Le premier chapitre dressera une
synthèse bibliographique sur les systèmes d’irrigation au goutte à goutte, par aspersion et
au californien. La méthodologie adoptée pour ce travail sera évoquée dans le second cha-
pitre. Le troisième chapitre présentera les résultats et discussion. Une conclusion générale
et quelques perspectives mettront fin à ce travail.
2

14. Chapitre 1
SYNTHÈSE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1 Description des systèmes d’irrigation
L’irrigation est définie par Larousse comme un apport d’eau réalisé sur un terrain
cultivé ou une prairie en vue de compenser l’insuffisance des précipitations et/ou des ré-
serves hydriques du sol et, ainsi, de permettre le plein développement des plantes.
Ils existent plusieurs systèmes d’irrigation. Ils sont généralement classés en deux grandes
catégories : (i) l’irrigation gravitaire constituée de l’irrigation de surface, et (ii) l’irrigation
sous pression composée des systèmes d’irrigation goutte à goutte et par aspersion. Le ca-
lifornien est un système d’irrigation mixte entre le gravitaire et le sous pression. Chaque
système comporte plusieurs techniques d’irrigation (figure 1.1).
Figure 1.1 – Les différents systèmes d’irrigation.
[5]
3

15. Dans le but de mieux aborder l’objet de ce mémoire, ce chapitre de synthèse bibliogra-
phique va se focaliser sur quelques notions de base des systèmes d’irrigation sous pression
goute à goute et par aspersion, et le californien qui est un système mixte (sous pression
et gravitaire). Il s’agira de définir et de décrire ces différents systèmes d’irrigation, les ou-
vrages et les équipements qu’ils mettent en place ; leurs fonctionnements ; leurs principes
de conception et de dimensionnement ainsi que leurs avantages et inconvénients. Quelques
résultats de cas d’étude comparative de ces systèmes d’irrigation seront évoqués à la fin.
1.1.1 Le système d’irrigation au goutte à goutte
Dans ce système l’application de l’eau se fait directement au pied de la plante en
quantités réduites et précises. L’irrigation au goutte à goutte favorise une grande économie
d’eau avec une efficience d’application très élevée estimée à 90% [6].
Le dispositif central du système d’irrigation au goutte à goutte (figure 1.2) est constitué de
gouteurs et plusieurs autres éléments qui doivent être compatibles entre eux et adaptés aux
exigences des cultures ainsi qu’aux caractéristiques de la parcelle irriguée. Ces éléments
sont composés de :
— Une source d’eau : qui peut être un système de pompage à partir d’une source su-
perficielle ou souterraine, ou en connexion à un réseau d’approvisionnement public,
commercial ou coopératif.
— Un système de distribution : constitué de conduite principale, canalisations secon-
daires et collecteurs (tuyaux d’alimentation) ;
— Des rampes latérales ;
— Des accessoires de contrôle : ce sont les valves, les compteurs d’eau, les régulateurs
de pression et de débit, les dispositifs automatiques, les dispositifs anti-retour, les
valves anti-vide, les valves de vidange d’air, etc. ;
— Un système de filtrage (sable, tamis. . .) ;
— Un équipement d’injection de produits chimiques : qui permet d’injecter des élé-
ments nutritifs pour les plantes et agents de traitement de l’eau.
Figure 1.2 – Schéma de principe du réseau d’irrigation au goutte à goutte.
[7]
4

16. 1.1.2 Le système d’irrigation par aspersion
L’eau circule sous forte pression dans des conduites qui alimentent des tuyaux mobiles
auxquels sont raccordés des systèmes d’aspersion (asperseurs, pivot, canons, etc.) [8].
Selon Hama [1] , l’efficience système d’irrigation par aspersion est estimée à 80%.
Loua [9] présente les principales composantes du système d’irrigation par aspersion comme
suit (figure 1.3 et figure 1.4) :
— La source en eau ;
— Le groupe ou la station de pompage ;
— La conduite d’adduction-distribution aux parcelles (conduite principale) ;
— La conduite secondaire (porte rampes) ;
— La conduite tertiaire ou rampe ;
— Les organes d’arrosage (le pivot, la rampe frontale, enrouleur, l’asperseur rotatif,
le canon d’arrosage, le diffuseur ou buse, etc.).
Figure 1.3 – Schéma d’un réseau d’irrigation par aspersion.
[7]
Figure 1.4 – Quelques organes d’arrosage d’un système par aspersion.
[7]
5

17. 1.1.3 Le système d’irrigation californien
C’est une technique d’irrigation de surface à basse/moyenne pression installée de ma-
nière fixe et permanente qui nécessite une mise en charge par pompage et consiste à
acheminer l’eau par des tuyaux enterrés. Dans le système californien, les canaux à ciel
ouvert sont remplacés par un réseau fermé de conduites (d’où l’appellation : système de
distribution par conduites) soigneusement conçu pour acheminer l’eau aux parcelles tout
en minimisant les pertes [10]. L’efficience globale pour le système californien est de 75%
[11].
Selon Kima [12] le système californien comporte en général (figure 1.5) :
— La station de pompage : elle permet la mise sous pression de l’eau ;
— Un regard de connexion (ouvrage de tête) : où est reliée la conduite de refoulement
à celle d’alimentation du réseau (conduite principale) ;
— L’ouvrage partiteur : avec toujours un bac d’arrivée de l’eau et deux ou plusieurs
bacs de dérivation (bornes) selon le nombre voulu. Il est muni d’un déversoir gé-
néralement positionné à une certaine côte au-dessus du terrain naturel ;
Figure 1.5 – Schéma type d’un réseau californien.
[13]
1.2 Fonctionnement des systèmes d’irrigation
1.2.1 Le système d’irrigation au goutte à goutte
Dans ce système d’irrigation, l’eau est directement délivrée à la zone racinaire des
plants à l’aide d’émetteurs linéaires ou ponctuels à faible débit [14].
Le principe est de distribuer de façon homogène la quantité d’eau requise par la culture
dans l’ensemble de la parcelle. L’irrigation au système goutte à goutte consiste à amener
l’eau sous pression dans un système de conduites généralement en PVC, qui, ensuite, est
distribuée par des tuyaux plus petits, munis d’un grand nombre de gouteurs repartis le
long des rangées de plantation. L’apport de l’eau se fait en bande, de façon fréquente
et continue favorisant la réduction de l’évaporation et la diminution de la percolation de
l’eau [15].
6

18. 1.2.2 Le système d’irrigation par aspersion
L’irrigation par aspersion est une méthode d’irrigation qui est inspirée de la pluie
naturelle. Elle consiste à distribuer l’eau généralement par pompage à travers un système
de tuyaux jusqu’aux organes d’arrosage qui ensuite la pulvérise dans l’air pour qu’elle
retombe en forme de petites gouttes sur le sol [16].
Il existe une gamme d’organes d’arrosage, on peut en citer en fonction de leur pression de
fonctionnement et de la portée des gouttes éjectées : (i) les diffuseurs, (ii) les asperseurs
et (iii) les canons d’arrosage.
Le diffuseur diffuse des micro-gouttes d’eau sous forme de brouillard sur des trajectoires
courtes à partir d’une pression d’entrée relativement faible de 100 à 150 kPa. Quant à
l’asperseur, il fonctionne à de fortes pressions supérieures de 200 à 500 kPa avec un débit
qui couvre une gamme de 0,1 à 30 m3/h et éjecte des gouttes sous forme de pluie sur une
longue portée jusqu’à 30 mètres et permet d’améliorer l’uniformité en faisant tourner le jet
autour d’un axe de rotation. Et les canons d’aspersion sont des sortes de super-asperseurs
avec une pression de fonctionnement très élevées de 400 à 800 kPa et des débits beaucoup
plus importants supérieurs à 30 m3/h et permettent de propulser les gouttes d’eau jusqu’à
de très longue portée d’environ 80m [17].
1.2.3 Le système d’irrigation californien
Contrairement au système gravitaire, ce réseau ne nécessite pas d’ouvrages de ré-
gulation. Le niveau d’eau à son point normal de fonctionnement dans les ouvrages de
répartition, dépend principalement du contrôle de l’eau en aval [12].
L’eau est refoulée de la station de pompage, puis circule dans des conduites enterrées
jusqu’aux parcelles, où sont installés des bassins de répartition situés aux points les plus
hauts de la zone aménagée ou bien avec des déversoirs dont les cotes sont plus hautes que
tous les ouvrages du réseau de distribution. A partir de ces bassins l’eau coule de façon
gravitaire dans des canaux de distribution qui l’acheminent au niveau des plantes [18].
1.3 Conception et dimensionnement des systèmes d’ir-
rigation
1.3.1 Le système d’irrigation au goutte à goutte
Ce système convient plus aux cultures telles que les légumes, les fruits mous, les arbres
ou les vignes, pour lesquelles un ou plusieurs émetteurs peuvent être prévus pour chaque
plante [19].
L’application de la fertigation à l’irrigation goutte à goutte permet d’augmenter la pro-
ductivité jusqu’à 200% et dans la canne à sucre de 133% [20].
Pour mieux concevoir un système d’arrosage par le système goutte à goutte, il est inté-
ressant et souvent nécessaire de faire une répartition en différents blocs en fonction de
la culture choisie et des caractéristiques (type de sol, pente, etc.). Puis on dimensionne
indépendamment chaque bloc avant de l’intégrer dans la conception d’ensemble [21].
Les paramètres tels que : le débit souhaité par gouteur, la densité des gouteurs, la
distribution des rampes et la fréquence d’application sont dictés par le facteur sol. Le
nombre de gouteurs par hectare et le débit par gouteur peuvent varier selon l’applica-
7

19. tion. L’installation peut être fixe, comme dans le cas des vergers ou des vignes, ou bien
temporaire, comme dans le cas de cultures annuelles [22].
1.3.2 Le système d’irrigation par aspersion
Cette technique d’irrigation est applicable à de nombreuses cultures, plus particuliè-
rement celles qui ne sont pas sensibles à l’humectation des feuilles et aux maladies qui
pourraient en découler [17].
Comme dans le système au goutte à goutte, pour éviter le colmatage des asperseurs, il
est parfois nécessaire de filtrer l’eau d’irrigation. Ce filtrage est moins exigent que dans
le système goutte à goutte, la performance de filtration des particules doit se situer entre
500 et 1000 microns [23].
1.3.3 Le système d’irrigation californien
Il convient mieux aux sols sableux ou salinisés et s’adapte à l’agriculture à petite
échelle pour des surfaces de 0,25-1 ha (une prise d’eau irrigue une superficie de 500 à 1000
m2) et pour la culture de légumes, riz et fruits. [24].
La vitesse de l’eau préconisée dans les conduites sous pression est 0,5 < V (m/s)< 2 .
Si la vitesse de l’eau est inférieure à 0,5 m/s, il y a risque de sédimentation et si elle est
supérieure à 2 m/s il y a risque de cavitation et de cassure de la canalisation [18].
1.4 Avantages et inconvénients de l’utilisation des sys-
tèmes d’irrigation au goutte à goutte, par asper-
sion et californien
Chaque système d’irrigation a des avantages et inconvénients qui lui sont spécifiques
et d’autres qu’ils partagent. La confrontation des résultats de différentes études ont per-
mis de synthétiser quelques avantages et inconvénients des systèmes d’irrigation goutte à
goutte, par aspersion et californien dans le tableau 1.1.
Tableau 1.1 – Avantages et inconvénients de l’utilisation des systèmes d’irrigation au
goutte à goutte, par aspersion et californien.
[25] ; [26] ; [27]
8

20. Systèmes
Avantages
Inconvénients
Goutte
à
Goutte
-
Répartition
uniforme
de
l'eau
dans
la
parcelle
;
-
Basse
pression
et
économie
d'énergie
-
Economie
en
eau
;
-
Ne
mouille
pas
le
feuillage
des
plantes
et
réduit
ainsi
certaines
maladies
cryptogamiques
;
-
Limite
l'évaporation
et
le
refroidissement
du
sol
;
-
Compatibilité
avec
l'utilisation
de
paillage
;
-
Défavorise
la
poussée
des
mauvaises
herbes
entre
les
rangs.
-
Temps
d'installation
long
au
départ
;
-
Complique
le
sarclage
des
cultures
;
-
Nécessite
une
eau
de
bonne
;
-
Qualité
et
un
système
de
filtration
performant
;
-
Présente
un
débit
irrégulier
sur
les
terrains
en
pente
(sauf
si
goutteur
autorégulant);
-
Nécessite
de
fractionner
les
apports
;
-
Risque
de
rupture
de
capillarité
dans.
le
sol
;
-
Risque
d'obturation
nécessitant
un
entretien
et
un
nettoyage
réguliers.
Aspersion
-
Convient
à
une
large
gamme
de
conditions
topographiques,
à
des
terres
accidentées
et
à
des
pentes
escarpées.
-
Un
grand
éventail
d’émetteurs
et
de
buses
facilitent
l’ajustement
du
taux
de
précipitation
de
l’eau
au
taux
d’infiltration
du
sol.
-
Répartition
uniforme
de
l’eau
dans
le
champ.
-
Fonctionnement
facile
et
simple.
Formation
rapide
des
opérateurs.
-
Mesurage
précis
des
quantités
d’eau
appliquées.
-
Haute
mobilité
de
l’ensemble
du
système
d’irrigation
;
-
L’utilisation
des
installations
permanentes
diminue
les
besoins
en
main
d’œuvre.
-
Évite
la
contamination
de
l’eau
d’irrigation
durant
le
transport
et
diminue
l’apparition
du
colmatage
des
émetteurs.
-
Pratique
pour
mélanger
les
engrais
à
l’eau
d’irrigation.
-
Investissement
initial
élevé.
-
Coût
supplémentaire
d’énergie
en
raison
de
la
création
de
la
pression
d’eau.
-
Sensible
au
vent.
-
Perte
en
eau
par
évaporation
de
la
surface
du
sol
et
du
couvert
végétal.
-
Induction
de
maladies
foliaires
en
cas
d’irrigation
par
le
dessus.
-
Danger
d’accumulation
de
sel
sur
un
feuillage
humide
-
Risque
de
brûlure
des
feuilles
et
de
lessivage
des
pesticides.
-
Interférence
de
l’irrigation
avec
diverses
activités
agricoles
telles
que
labour,
récolte,
pulvérisation,
etc.

21. -
Intégration
facile
dans
les
systèmes
d’irrigation
informatisée.
-
Danger
de
formation
de
croûte
à
la
surface
du
sol
et
d’accroissement
du
ruissellement.
-
Perte
en
eau
en
marge
des
parcelles.
Californien
•
Bonne
efficience
de
l’irrigation
:
pas
de
perte
d’eau
par
évaporation
ou
infiltration
lors
du
transport
;
•
Bonne
adaptation
du
système
pour
les
parcelles
à
topographie
variée
•
Simplicité
de
montage,
d’utilisation
et
d’entretien
;
•
Matériaux
disponibles
chez
les
commerçants
locaux
à
moindre
coût
•
Gestion
souple
et
flexible
de
l’irrigation
et
facilement
appropriable
;
•
Aménagement
modulable,
facilement
extensible
et
peut
être
couplé
au
système
d’irrigation
goutte
à
goutte
;
•
Adapté
pour
la
gestion
partagée
des
ressources
en
eau
;
•
Aucune
gêne
pour
les
travaux
agricoles
:
le
réseau
est
enterré
dans
le
sol.
-
Nécessite
une
source
d’énergie
(toutefois
moindre
que
l’aspersion).
-
Efficience
à
la
parcelle
faible
de
l’ordre
de
50%.

22. 1.5 Études comparatives des systèmes d’irrigation :
au goutte à goutte, par aspersion et californien
Dans la littérature, plusieurs études ont été menées pour comparer les systèmes d’ir-
rigation. La plupart d’entre elles se basent sur la performance technique, le cout de réali-
sation, l’exploitation et la maintenance du système.
Au Burkina, les résultats d’une étude comparative des systèmes d’irrigation : californien,
au goutte à goutte et par aspersion menée à Bagré par Bonego [6] ont montré que le
système d’irrigation par aspersion à rampe mobile est plus convenable au contexte de
l’étude. Ce résultat est basé sur son faible coût (1 870 777 FCFA TTC/ha) de réalisation
par rapport aux autres systèmes et sa durée de retour sur investissement de 6 mois soit
une campagne agricole.
D’après une autre étude menée à l’aval du barrage de Lallé au Burkina Faso [28], le sys-
tème par aspersion est plus adapté au contexte de disponibilité en eau du Burkina et le
coût à l’hectare estimé à 8 642 476 F CFA. En plus la durée de retour sur investissement
est estimée à 4.8 ans ce qui est très adaptée au contexte économique du pays.
11

23. Chapitre 2
MATÉRIELS ET MÉTHODES
2.1 Présentation de la zone étude
Cette étude a été conduite dans le village de Ngnith (figure 2.1), situé au Nord du
Sénégal, département de Dagana, dans la région de Saint-Louis. Il est limité au Nord par
le village de Naére, à l’Ouest par le village de Dialbanabé Dialang , au Sud par le village
de Diokhor Kaw et à l’Est par le lac de Guiers.
Figure 2.1 – Carte de situation de Ngnith
12

24. 2.1.1 Situation démographique
La population concernée par l’étude est d’environ 6817 habitants répartis en 401 mé-
nages. Ces ménages sont dirigés à 93,3% par des hommes qui sont à 33% dans la tranche
d’âge 45-59 ans avec une moyenne d’âge de 53 ans. Les chefs de ménages sont monogames
à 56% et polygames à 41%. Ils sont tous de religion musulmane et 88% appartiennent à
l’ethnie wolof. Ils ont en majorité reçu un enseignement arabo-islamique (55%), résident à
87% dans le village et s’adonnent essentiellement à une activité agricole (64%). L’effectif
des ménages de Ngnith compte un nombre moyen de 17 membres par ménage dont 9
hommes et 8 femmes. Les hommes sont majoritaires (52%) dans la population des mé-
nages, tout comme les jeunes. En effet, la tranche d’âge 0 à 34 ans représente 76% de
l’effectif total des membres du ménage. Le nombre moyen d’actifs agricoles est de 6,2 par
ménage, dont 2,5 femmes et 3,7 hommes [18].
2.1.2 Le climat
La Commune de Ngnith est caractérisée par un climat de type sahélien caractérisé
par :
— Une saison hivernale de juin à octobre qui se caractérise par des pluies faibles et
irrégulières variant entre 100 et 400 mm/an.
— Une saison sèche fraîche située entre mi-Novembre et février, marquée par des tem-
pératures variantes entre 12° et 34°C, une humidité faible et un vent relativement
frais qui est peu perceptible (alizé maritime) ;
— Et une saison sèche chaude située entre Mars et Juin, caractérisée par des tempé-
ratures variant entre 26° et 40°C, une prédominance de l’harmattan (vent chaud
et sec chargé de poussière et pouvant souffler jusqu’à 70 km/h) ;
L’insolation dans la zone est d’environ 250 heures par mois, avec une radiation élevée
pendant toute l’année. Cela explique la très forte évaporation observée au niveau du lac
de Guiers [18].
2.1.3 Le relief
La zone du lac de Guiers est située dans le bassin sédimentaire sénégalo-mauritanien.
Deux grandes séries de formations y sont rencontrées : (i) les formations tertiaires avec
les séries de l’Yprésien (Eocène inférieur), du Lutétien moyen (Eocène moyen) et du
Continental Terminal ; et (ii) les formations Plio-Quaternaire constituées de la cuirasse
ferrugineuse, des dunes ogoliennes.
Le relief est relativement plat et est caractérisé par une vaste plaine incisée de vallées.
L’espace du lac de Guiers est marqué par la présence de deux sous-zones :
— Le diéri, zone exondée, une plaine située de part et d’autre de l’axe hydrographique,
avec la présence de sols sub-arides à texture sableuse ;
— Le take (bordure du Lac, zone régulièrement inondée, une dépression qui abrite le
lac de Guiers. [29].
Le site de Ngnith est marqué par un relief peu accidenté avec des pentes irrégulières et
dominé par une végétation clairsemée et les côtes varient entre 6 m et 14 m [18].
13

25. 2.1.4 Ressources en eau
La commune de Ngnith dispose des ressources en eau très importantes. L’eau utilisée
pour l’irrigation provient du lac de Guiers. Alimenté par le fleuve Sénégal, le lac de Guiers
est relié par ce dernier, par la rivière canalisée de la Taouey, mais aussi par les eaux de
pluie de la vallée du Ferlo. Il appartient à la zone aval du réseau hydro-graphique fossile du
Ferlo, vaste bassin versant de 37 000 km2
. La Taouey étant un marigot au tracé sinueux
qui parcourt environ 25 km pour atteindre le lac de Guiers situé seulement à 17 km envi-
ron du fleuve, ce qui était à l’origine d’importantes pertes de change. La construction du
barrage de Diama en 1985, puis de celui de Manantali en 1987 ont amélioré sensiblement
les hauteurs d’eau et facilité l’irrigation [30].
La retenue Guiers est la source d’approvisionnement d’eau potable de la région de
Dakar, des agro- business, des pécheurs et du bétail et aussi des populations riveraines
du Lac. Son suivi du point de vue quantitatif dépend en grande partie de la gestion des
vannes de Richard-Toll et des vannes des ouvrages de la digue de Keur Momar Sarr. Cette
gestion d’eau à partir du barrage maintient le lac comme un plan d’eau quasi permanent.
D’après le bulletin hydrologique décadaire du 11 au 20 décembre 2020 d’OLAC, les cotes
de gestion du lac de Guiers sont comprises entre 1.5m et 2.5m, et l’évolution des hauteurs
d’eau à la station de Ngnith (station de référence), de cette décade, montre une cote
maximale de 2,17 m IGN et une cote minimale de 2,07 m IGN, correspondant à des
volumes du bassin lacustres respectivement de 681 et 643 millions de m3
. Il faut noter
que la cote maximum de 2,17 m IGN enregistrée au courant de cette décade dépasse la
cote sécuritaire du Lac qui est de 2m IGN [31].
2.1.5 Le sol
Quatre principaux types de sols sont distingués dans la Commune de Ngnith :
— les sols argileux ou Hollaldé, avec une texture à grand pourcentage d’argile à hy-
dromorphe. On les retrouve un peu partout dans la Commune mais leur présence
est surtout marquée sur les terres inondables proches du lac de Guiers, du Ndiael
et du Niéti Yone ;
— les sols sablo-argileux ou Deck-Dior avec des substrats sableux et une texture argi-
leuse très fine. Ils sont très riches en éléments minéraux et organiques, ce qui leur
confère une coloration grisâtre, voire noire. Ce sont des sols stables possédant une
grande capacité de rétention d’eau ;
— les sols silico-argileux ou Fondé qui sont silico-argileux à humifères plus ou moins
compacts. Ils sont localisés essentiellement dans la partie Nord-Ouest de la Com-
mune ;
— Et les sols sablonneux ou Dior avec une faible texture en argile (30%). Les sols
argileux sont favorables à la riziculture. Les sols Fondé sont aptes à la polyculture
et les sols Dior aux cultures d’arachide, du mil, du niébé de la pastèque, etc. [18].
2.2 Méthode de travail
La démarche adoptée pour le présent travail, a consisté à des visites du site, une revue
documentaire, une collecte, traitement et analyse des données.
14

26. 2.2.1 Les visites sur site
Les visites ont commencé depuis le début des études d’exécution avec les équipes
topographique et géotechnique de l’entreprise Eiffage. Des réunions d’échanges et de sen-
sibilisation avec les riverains ont eu lieu.
Ces visites et réunions ont permis de déterminer les caractéristiques physiques de la zone
d’étude ; de rencontrer et discuter avec les producteurs ; et de cerner la position des rive-
rains vis-à-vis d’un projet d’aménagement hydro-agricole.
2.2.2 La revue documentaire
Elle a été menée en consultant des documents relatifs aux études de projet d’amé-
nagement hydro-agricole effectuées par la SAED, notamment les études d’avant-projet
sommaire et d’avant-projet détaillé du site de Ngnith. Des recherches sur internet ont été
faites ainsi que la lecture d’anciens mémoires de fin d’étude de master dans le domaine
des aménagements hydro-agricoles et d’autres documents. Des articles de recherches sur
les systèmes d’irrigation ont été consultés.
Le but de cette revue est de comprendre les hypothèses, les paramètres de calculs, les
méthodes de base, le choix des matériaux et équipements qu’on emploie pour concevoir
et dimensionner les systèmes d’irrigation.
2.2.3 La collecte des données
Elle a consisté à réunir les données sur la topographie et la pédologie.
Ces données fournissent des informations sur la zone d’étude à savoir les caractéristiques
physiques, chimiques, géologiques et agronomiques des terres du site de l’étude qui per-
mettent de formuler les hypothèses et choisir les valeurs des paramètres qui servent pour
le dimensionnement des réseaux.
Elles sont principalement tirées de l’étude d’Avant-Projet Détaillé (A.P.D) de l’aménage-
ment tertiaire de l’offre foncière de Ngnith.
2.2.3.1 Les données pédologiques
L’étude pédologique permet d’identifier les principaux types de sol en place et leurs
caractéristiques physiques et chimiques. Elle a consisté à pré-positionner et repérer des
fosses pédologiques et des sondages à la tarière. Les échantillons ont été analysés au labo-
ratoire de l’ISRA de Saint-Louis. Il s’agit : de l’analyse granulométrique, la composition
en matière organique (teneurs en carbone et en azote), la détermination du pH du sol
et sa conductivité électrique. Les résultats obtenus avec les analyses de laboratoire sont
synthétisés dans le tableau 2.1
Tableau 2.1 – Caractéristiques physico-chimiques des sols de Ngnith.
[18]
Site Type Texture Acidié Salinité Fertilité Aptitude
Ngnith Dior Limono-sableux Peu Alcalin Non Salé Mauvaise Horticulture
15

27. Ces études menées sur une superficie de 315 ha, ont montré que les terres sont aptes à
l’horticulture. Il s’agit des terres correspondant aux sols Dior (sol ferrugineux tropicaux
non lessivés et sols rouge brun des dunes) sableux, meubles, perméables, filtrants. Cette
perméabilité permet une bonne aération, un bon drainage du sol et un bon développement
racinaire.
Toutefois, ces sols présentent une faible teneur en matière organique, un pH légèrement
acide, ils sont très sensibles à l’érosion éolienne et par ailleurs assez peu fertiles.
Ainsi pour assurer un bon potentiel productif, il serait judicieux de bien drainer ces sols,
améliorer leur fertilité tout en ayant un pH et un niveau de salinité supportable par la
culture.
2.2.3.2 Les données topographiques
L’étude topographique est une étape très importante de l’aménagement hydro-agricole.
Elle a pour but de s’enquérir de la situation géomorphologique du site. Elle consiste à
faire des levés de détails et ensuite traiter ces données avec le logiciel Covadis.
Les levés ont été rattachées à la borne B065 du système RRS04, Réseau Référentiel du
Sénégal, située à Keur Momar Sarr qui a pour référentiel en coordonnées planimétriques
RRS04 (WGS84, UTM 28N), et en coordonnées altimétriques NGAO.
Ces levés topographiques ont permis ainsi de réaliser la modélisation des superficies à
aménager afin de disposer la morphologie du terrain (les zone hautes, basses et planes),
un élément déterminant pour le choix et les composants du schéma d’aménagement.
2.2.4 Le traitement des données collectées
Il a été fait principalement à partir des logiciels informatiques :
— AutoCAD pour les dessins des aménagements et les schémas de conception des
différents réseaux ;
— Excel pour les calculs de dimensionnement ;
— LaTeX et WORD sont utilisés pour la rédaction du mémoire.
2.3 La conception technique des systèmes d’irriga-
tion au goutte à goutte, par aspersion et califor-
nien
2.3.1 La source d’eau
L’eau d’irrigation est prise dans le lac de Guiers, qui est une étroite dépression avec
une surface de 300 km2 et 600 millions m3
de volume à la cote 1 m IGN situé dans la
rive gauche du Delta du fleuve Sénégal. Il constitue une réserve importante d’eau douce
pour le Sénégal. Il permet d’assurer environ 30% des besoins en eau potable de la ville de
Dakar [32].
2.3.2 Le choix des spéculations
Il s’est basé sur les résultats des études antérieures menées par la SAED et le PDIDAS
en collaboration avec les producteurs. Ainsi le choix des cultures est fait par les produc-
teurs selon la rentabilité financière et l’adaptation au sol et à la zone. Ce qui a permis
16

28. d’établir un plan annuel de culture en fonction des saisons pour les trois (3) premières
années d’exploitation, comme dressé dans le tableau 2.2.
Tableau 2.2 – Le plan annuel de culture pour les trois premières années d’exploitation.
[18]
2.3.3 Le plan parcellaire
La surface brute du périmètre est de 162 ha. Elle est subdivisée en deux blocs : bloc
1 (61,52 ha) et bloc 2 (100.52 ha). Ces blocs sont divisés en 17 quartiers hydrauliques
découpés en 306 parcelles dont la plupart sont forme rectangulaire (50m x 100m) sauf au
niveau des bords du périmètre où on a parfois quelques irrégularités dues aux limites. Le
tableau 2.3 dresse la répartition des quartiers hydrauliques.
17

29. Tableau 2.3 – La parcellisation du périmètre.
[18]
Quartiers Surface en ha Nombre de parcelles
Quartier 1 11,8 24
Quartier 2 5 10
Quartier 3 6,5 14
Quartier 4 9,1 18
Quartier 5 9,3 20
Quartier 6 3,5 8
Quartier 7 9,1 18
Quartier 8 2,9 6
Quartier 9 9,4 18
Quartier 10 10,5 20
Quartier 11 10,6 22
Quartier 12 9,8 20
Quartier 13 6,1 15
Quartier 14 12 25
Quartier 15 12,8 26
Quartier 16 12 25
Quartier 17 7,8 17
Total 148,2 306
2.3.4 Les besoins en eau
Ils sont déterminés en fonction des conditions climatiques de la région de Saint-Louis
et des cultures retenues au niveau du périmètre. Pour chaque saison du plan cultural, les
besoins en eau des différentes cultures seront calculés et le dimensionnement se fera avec
la culture la plus contraignante c’est-à-dire celle qui aura la plus grande demande.
2.3.4.1 Besoins nets en eau d’irrigation
C’est la quantité d’eau qu’il faut apporter à la plante pour satisfaire ses besoins en
tenant compte de l’eau déjà à sa disposition. Elle est calculée par l’équation 2.1 :
Bn(mm) = ETc − Pe (2.1)
— ETc : L’évapotranspiration de la culture. Elle s’exprime par la relation 2.2 :
ETc(mm) = Kc × ET0 (2.2)
— ET0 : L’évapotranspiration de référence. Elle dépend essentiellement des facteurs
climatiques. Les calculs sont basés sur les données climatiques de la station de
Saint-Louis. Les valeurs Eto sont obtenues avec logiciel CROPWAT 8.0 de la FAO
.
— Kc : Le coefficient cultural. Il dépend uniquement de la culture étudiée et de son
stade végétatif. Les valeurs sont tirées des données de FAO 56 .
18

30. Les mois et les stades de croissance ne correspondent pas parfois. D’où, les valeurs
ETo et Kc ne correspondent pas. Puisque, la valeur de ETc doit être déterminée sur
une base mensuelle. Donc, il est nécessaire de déterminer le Kc aussi sur une base
mensuelle. Il faut donc procéder par pondération pour déterminer le coefficient
cultural par mois. Ceci se fait à l’aide de la formule 2.3
Kcmois =
P
Kci × Ni
N
(2.3)
Ni : Nombre de jours dans le mois
N : Nombre de jours du mois ; on considère que tous les mois comptent N = 30 jours
— Pe : la pluie efficace Le relief du périmètre étant accidenté avec plusieurs pentes
de l’ordre de 1 à 2% ; la formule de calcul (formule 2.4) recommandée par la FAO
(1984) dans des zones avec une pente maximale de 4-5% peuvent être appliquées
pour chaque mois :
Pe =



0.6P − 10 si P < 75mm/mois ,
0.8P − 25 si P < 75 mm/mois
(2.4)
NB : la valeur de Pe est toujours supérieure ou égale à zéro ; jamais négative.
2.3.4.2 Besoins Bruts globaux
C’est la quantité d’eau nécessaire aux plantes pendant un temps donné. Il est fonction
du climat, du stade végétatif de la plante et tenant compte des pertes obligatoires à la
parcelle et dans le réseau. Il s’exprime par la relation 2.5 :
Bb(mm) =
Bn
Eg
(2.5)
Eg : Efficience global du système d’irrigation. Il dépend du système d’irrigation.
2.3.5 Les paramètres d’irrigation
Les paramètres de calculs permettent d’établir une organisation de l’irrigation, de
connaitre les techniques d’arrosage à appliquer et de calculer le débit d’équipement. Le
tableau 2.4 présente les formules de calculs des paramètres pour chaque type d’irrigation.
19

31. californien Aspersion Goutte à Goutte
 La réserve facilement utilisable RFU (mm)
C’est la quantité d’eau maximale disponible pour les plantes dans une tranche de sol donnée et prospectée
par les racines.
RU : Réserve Utile (mm) ; : Humidité à la capacité au champ en % ; : Humidité au point de
flétrissement en % ; Zr (m) : profondeur racinaire ; : densité apparente du sol.
= − × ×
= ×
= − × × ×
= ×
 Fréquence d’irrigation F
C'est le temps que met la plante à épuiser l’humidité du sol en l’amenant à un niveau choisi. On parle
aussi d’intervalle entre les arrosages
=
 Le tour d’eau ou rotation T(j)
C’est la fréquence d’arrosage réellement adopté sur le périmètre ou bien le nombre de jour que chaque
plante peut supporter sans apport d’eau. Sa valeur est toujours fixée inférieur ou égal à la fréquence.
≤
 La dose réelle d’irrigation Dr (mm)
C’est le volume d’eau d’irrigation nécessaire et suffisant à livrer au sol pour satisfaire sa capacité de rétention
sur toute la profondeur racinaire des cultures retenues au niveau du périmètre. Elle ne doit pas être supérieure à la
réserve facilement utilisable (RFU ou dose maximale théorique) par la plante qui diffère selon le type de sol
(texture). Db la dose brute (mm) ; : efficience d’application
= × =
 La main d’eau m (l/s)
C’est le débit que l’irrigant utilise effectivement à l’unité parcellaire d’arrosage pendant le temps
nécessaire pour que la parcelle reçoive la dose dont elle a besoin. La main d’eau est choisie en fonction
des habitudes des exploitants mais aussi de la vitesse d’infiltration du sol.
Tableau 2.4 – Les paramètres d’irrigation.

32.  Le débit d’équipement qe (l/s/ha
C’est le débit nécessaire à introduire dans le réseau pour satisfaire la dose brute d’irrigation. C’est le débit
réel pour lequel le réseau devra être dimensionné ;
( ) ∶ le tour d’eau, (h/j) : le temps maximal de travail par jour ; Le débit total du système
qtot (l/s/ha) .
=
× × .
= ×
=
× × .
= ×
=
× × .
= ×
 Le quartier hydraulique W(ha)
C’est l’ensemble des parcelles qui peuvent être irriguées par la même main d’eau. Il est égal au rapport
entre la main d’eau et le débit maximum de pointe (DMP).
=

33. 2.4 Le dimensionnement des réseaux d’irrigation au
goutte à goutte, par aspersion et californien
Dans le cadre de cette étude, le dimensionnement a concerné, pour les trois techniques
d’irrigation, les systèmes d’application à la parcelle, le réseau de distribution, les ouvrages
de prise et du système de transport.
2.4.1 Dimensionnement des systèmes d’application à la parcelle
Il s’agit de faire le choix des organes d’arrosage en se basant sur le débit d’équipement
demandé, déterminer les paramètres de leurs installations et leurs fonctionnements.
2.4.1.1 Système goutte à goutte
La Figure 2.2 illustre l’installation au niveau parcellaire du réseau goutte à goutte.
Figure 2.2 – Schéma de l’installation du système au goutte à goutte
− Le nombre de gouteurs
Il dépend de la longueur de la rampe et l’espacement entre gouteurs. Il est obtenu par
la relation 2.6 :
Ngout/rmp =
Lrmp
Egout
(2.6)
Nasp/rmp : nombre de gouteurs par rampe
Lrmp : Longueur de la rampe (m)
Egout : Ecartement des asperseurs (m)
22

34. − Le nombre de rampes
les rampes sont disposés de manière régulière sur toute la longueur de la parcelle. Leur
nombre est donc le rapport entre la longueur de la parcelle et l’espacement entre deux
rampes, comme exprime la formule 2.7.
Nrmp =
Lparc
Ermp
(2.7)
Nrmp : nombre de rampes par parcelle ;
Lparc : Longueur de la parcelle (m) ;
Ermp : Écartement des rampes (m).
− Le nombre de porte−rampes
Chaque parcelle sera traversée en son milieu par une porte rampe. Donc le nombre
total de portes rampes du réseau va être égale au nombre de parcelles, comme l’indique
l’équation 2.8 :
Nptrmp = Nparc (2.8)
− Le débit de la rampe
Il s’exprime en fonction du débit et du nombre de gouteurs qui lui sont connectés. Il
est calculé par la relation 2.9 :
Qrmp =
qgout × Ngout/rmp
3600
(2.9)
Qrmp : le débit de la rampe (m3
/s)
qgout : le débit du gouteur (m3
/h)
Ngout/rmp : nombre de gouteurs par rampe
− Le débit de la porte−rampe
C’est le produit du débit d’une rampe par le nombre total de rampes qui lui sont
connectés. Il s’obtient par l’équation 2.10 :
Qprtrmp = Qrmp × Nrmp/prtrmp (2.10)
Qprtrmp : le débit de la porte−rampe (m3
/s)
Qrmp : le débit de la rampe (m3
/s)
Nrmp/prtrmp : nombre de rampes par porte−rampe
2.4.1.2 Système par aspersion
− Écartement des asperseurs et rampes
Pour éviter l’effet de perturbation des vents sur l’uniformité de l’arrosage les rampes
et les asperseurs seront disposés de manière carrée (figure 2.3). Ainsi l’écartement entre
23

35. asperseurs et l’écartement entre rampes sont liés par l’équation 2.11.
Easp = Ermp = R ×
√
2 (2.11)
Easp : Ecartement des asperseurs (m)
Ermp : Ecartement des rampes (m)
R : la portée du jet (m)
Figure 2.3 – Schéma de l’installation du système par aspersion
− Le nombre d’asperseurs
Il est fonction de la longueur de la rampe et l’espacement entre asperseurs Il est calculé
en fonction de la longueur de la rampe et l’espacement entre asperseur, comme indiqué
sur la formule 2.12 :
Nasp/rmp =
Lrmp
Easp
(2.12)
Nasp/rmp : nombre d’asperseurs par rampe
Lrmp : Longueur de la rampe (m)
Easp : Ecartement entre asperseurs (m).
− Le nombre de rampes
Les rampes sont disposés de manière régulière sur toute la longueur de la parcelle.
Leur nombre s’exprime par le rapport entre la longueur de la parcelle et l’espacement
entre les rampes comme illustre la formule 2.13.
Nrmp =
Lparc
Ermp
(2.13)
Nrmp : nombre de rampes par parcelle ;
Lparc : Longueur de la parcelle (m) ;
Ermp : Écartement entre rampes (m).
24

36. − Le nombre de porte−rampes
Comme dans le goutte à goutte chaque parcelle sera traversée en son milieu par une
porte rampe. Donc, le nombre total de portes rampes du réseau va être égale au nombre
de parcelles, comme l’indique l’équation 2.14 :
Nptrmp = Nparc (2.14)
− Le débit de la rampe
C’est le produit du débit d’un asperseur par le nombre d’ asperseurs qui sont branchés
sur la rampe. Il est calculé par la relation 2.15 :
Qrmp =
qasp × Nasp/rmp
3600
(2.15)
Qrmp : le débit de la rampe (m3
/s)
qasp : le débit d’un asperseur (m3
/h)
Nasp/rmp : nombre d’asperseurs par rampe .
− Le débit de la porte−rampe
C’est le produit du débit d’une rampe par le nombre total de rampes qui lui sont
connectés. Il s’obtient par l’équation 2.16 :
Qprtrmp = Qrmp × Nrmp/prtrmp (2.16)
Qprtrmp : le débit de la porte−rampe (m3
/s)
Qrmp : le débit d’une rampe (m3
/s)
Nrmp/prtrmp : nombre de rampes par porte−rampe
− La pluviométrie de l’asperseur
Elle est liée à l’écartement des asperseurs par la relation 2.17 :
Plasp =
1000 × qasp
E2
asp
(2.17)
La pluviométrie de l’asperseur doit verifier la condition 2.18 :
I ≥ Plasp (2.18)
I : infiltration du sol (mm⁄h)
Plasp : La pluviométrie de l’asperseur (mm⁄h)
qasp : le débit de l’asperseur (m3
/h)
Easp : Écartement des asperseurs (m)
2.4.1.3 Système californien
La distribution par réseau californien se fait à travers des conduites enterrées jusqu’à
des bornes de distribution verticales installées au niveau des bassins de répartition situées
sur des points topographiques élevés afin d’alimenter des canaux d’arrosage gravitaires.
Au niveau de la parcelle l’irrigation se fait à la raie : chaque canal arroseur distribue l’eau
à travers des bouches d’irrigation. (figure 2.4).
25

37. 1 : Canal arroseur 2 : Ouvertures sur la berge du canal 3 : Billon 4 : Sillon
Figure 2.4 – Aménagement parcellaire du système californien.
[33]
− Dimensionnement des canaux arroseurs (CA)
Ils sont réalisés en terre et véhiculent un débit égal à la main d’eau. Ces canaux
arroseurs sont calés à la même côte que les prises parcellaires correspondantes.
Pour le calcul des paramètres du dimensionnement, nous utilisons l’équation de Manning-
Strickler (2.19) :
Q = Ks × S × R
2
3
h ×
√
I (2.19)
Avec :
Q : le débit qui transite dans le canal (m3
/s)
Ks : Rugosité du canal
S : section mouillée du canal (m2
)
Rh : Rayon Hydraulique (m)
I : pente du canal
Le tirant d’eau y(m) : c’est la hauteur d’eau au−dessus du fond. Il est calculé par la
formule 2.20 :
y =
(Q
K
)
3
5 × (b + 2y
√
1 + m2)
2
5
(I
3
10 × (b + my)
(2.20)
m : fruit des berges
La largeur au plafond b (m) :
b = 2y(
√
1 + m2 − m) (2.21)
S : section mouillée :
S = (b + my)y (2.22)
26

38. P : périmètre mouillé :
P = b + 2
√
1 + m2 (2.23)
Rh : rayon hydraulique :
Rh =
S
P
(2.24)
− Dimensionnement des bassins de dissipation
Comme le nom l’indique, ils doivent permettre de dissiper l’énergie de l’écoulement
sortie de la conduite de prise d’eau afin de protéger le canal arroseur contre les risques
d’érosion d’un écoulement trop rapide.
Le déversoir est intégré dans le bassin et facilite la desserte du canal arroseur. Ses
caractéristiques : longueur, hauteur et épaisseur sont déterminés respectivement par les
formules 2.25, 2.26 et 2.27.
Ld =
Q
m ×
√
2g × h
3
2
(2.25)
h =
3
2
hc (2.26)
ed = 3.5 × hc (2.27)
Ld : longueur du déversoir (m) ;
Q : le débit transité par le déversoir (m3
/s) ;
m : coefficient débit ; il dépend de la forme du seuil et de la charge. Pour un déversoir à
seuil épais m = 0.41 (Gueye, 2019).
g : Accélération de la pesanteur (m2
/s) ; g = 9.81m2
/s
h : hauteur de la lame d’eau déversante (m) ;
hc : Hauteur critique de la lame d’eau à l’aval du déversoir (m) ;
ed : épaisseur du déversoir (m).
Les dimensions du bassin : hauteur, longueur et largeur sont calculés à partir des
équations 2.28, 2.30 et 2.31.
H = Z + r + h (2.28)
Avec
Z = De + 0.15 (2.29)
Lb = 1.5 × H (2.30)
lb = De + 0.4 (2.31)
27

39. H : Hauteur du bassin (m) ;
Z : Hauteur du seuil (m) ;
r : Le revanche (m) ;
h : La charge de l’eau sur le déversoir (m) ;
De : diamètre entrant de la conduite (m) ;
Lb : La longueur du bassin (m) ;
lb : La largeur du bassin (m).
− Le réseau de drainage
le présent projet ne necessiste pas d’aménagement d’un réseau de drainage car les activités
agricoles ne se déroulent pas durant la saison des pluies (cf tableau 2.2). Durant cette
dernière le sol est au repos, les eaux pluviales permettront son lessivage.
2.4.2 Dimensionnement du réseau de distribution des systèmes
d’irrigation goutte à goutte, par aspersion et californien
Le réseau de distribution est composé principalement des conduites de distribution
(principales, et secondaires), les rampes et les portes rampes. On y trouve aussi des rac-
cords de conduites, les dispositifs de contrôle de l’écoulement, les filtres, le matériel d’in-
jection pour la fertigation, les distributeurs d’eau, les dispositifs d’automatisation, les
instruments de mesure, etc.
2.4.2.1 Les conduites, portes-rampe et rampes
Dans les systèmes d’irrigation on utilise souvent des tuyaux en PVC rigide, en PE
ou en PEHD. Ils doivent être calibrés pour transiter le débit maximal de pointe. Leur
dimensionnement consiste à déterminer le diamètre et les pertes de charge. Le calcul du
diamètre des différentes conduites doit tenir compte du débit et de la vitesse du liquide
qui y circule.
Le diamètre théorique s’obtient par la formule 2.32.
D =
s
4Q
πV
(2.32)
D : Le diamètre théorique(m) ;
Q :débit véhiculé dans la conduite (m3
/s) :
V : vitesse d’eau dans la conduite (m/s) .
La vitesse prise pour le dimensionnement est de 1.5 m/s. Le diamètre commercial
(standard) le plus proche de la valeur obtenue par la formule 2.32 sera prise. Ensuite on
vérifie la condition 2.33 sur la vitesse.
0.5 < V < 2 (2.33)
avec
V =
4Q
πD2
(2.34)
Le diamètre final adopté sera celui qui vérifiera la condition 2.33.
28

40. 2.4.2.2 Calcul des pertes de charges
Les pertes de charges linéaires dans les conduites sont calculées par la formule 2.35.
∆HL =
J × L
100
(2.35)
∆HL : les pertes de charges linéaires le long de la conduite (m) ;
L : la longueur de la conduite (m) ;
J : est le coefficient de perte de charge (%). Il se calcul par la formule de Hazen-Williams
(formule 2.36).
J = 1.21 × 1010
×
Q1.852
C1.852
× D−4.87
(2.36)
D : diamètre de la conduite (mm),
Q : débit transité par la conduite (m3/h)
C : le coefficient de Hazen-Williams ;( C = 150 pour les matières plastiques PVC et HDPE)
Les pertes de charges totales : C’est la somme des pertes de charges linéaires et
pertes de charges singulières. Elle se calcule à partir de l’équation 2.37.
∆Hconduite = ∆HL + ∆HS = 1.1 × ∆HL (2.37)
Car
∆HS = 0.1 × ∆HL (2.38)
∆HL : les pertes de charges linéaires le long de la conduite ou rampe (m) ;
∆HS : Pertes de charges singulières, estimées à 10% des pertes de charges linéaires dans
la conduite ou rampe
.
2.4.2.3 Vérification de l’uniformité d’arrosage (critère de Christiansen)
Pour permettre une bonne répartition, il est nécessaire que les débits et les pressions
entre arroseurs ne soient pas trop importants. En effet, une différence de pression de 20
% n’entraine qu’une différence de débit de 10 % ce qui est acceptable au point de vue de
la qualité de l’irrigation [18].
Le critère de Christiansen stipule que la variation de la pression le long d’une conduite
ou rampe doit être inférieure ou égale à 20% de la pression nominale ou de service des
arroseurs (Formule 2.39) [6].
∆P ≤ 20%Pn (2.39)
La variation pression dans la conduite ou rampe est calculée par la formule
2.40 .
∆P = ∆Hconduite × F − ∆Z (2.40)
L : la longueur de la conduite en (m) ;
F : Coefficient de Friction. Il s’agit d’un rapport de pertes de frottement dans une rampe
29

41. ayant plusieurs sorties de même débit et même espacement.
∆Z : dénivelée entre les altitudes amont et aval
Lorsque la règle de Christiansen n’est pas respectée, il y a lieu soit d’augmenter le
diamètre des canalisations, ou de placer aux endroits voulus des appareils destinés à
limiter la pression [18].
2.4.3 Dimensionnement des ouvrages de prise et du système de
transport d’eau
Ce sont les infrastructures de l’aménagement secondaire à savoir : le chenal d’ame-
née, la bâche, la station de pompage et la conduite de refoulement. La méthodologie de
dimensionnement est presque identique pour tous les trois systèmes d’irrigation.
2.4.3.1 Les Stations de Pompages des réseaux goutte à goutte, par aspersion
et californien
Elles sont composées pour chaque type de réseau : d’un système de pompage, d’une
bâche, d’un déssableur et d’un dégrilleur.
Les systèmes de pompages : goutte à goutte, par aspersion et californien
Dans la présente étude l’option de pompage de l’eau d’irrigation retenue pour les ré-
seaux goutte à goutte, par aspersion et californien, est la pompe à refoulement solaire
photovoltaïque qui sera immergé dans une bâche de stockage. Le système est destiné à
fonctionner au fil du soleil sans batteries. Il est équipé d’un onduleur simple d’utilisation.
En cas de déficit d’ensoleillement ou d’une panne le réseau électrique (Senelec) pourra
prendre le relais pour alimenter ces pompes.
Le système de pompage photovoltaïque est généralement composé : (i) d’un générateur
photovoltaïque constitué de l’ensemble modules (ou panneaux solaires) disposées en série
et en parallèle selon la puissance et la tension d’utilisation appelé champ photovoltaïque
destiné à produire de l’énergie électrique à partir du rayonnement solaire ; (ii) d’un groupe
électropompe choisi en fonction de son débit et son HMT ; (iii) d’une unité électronique
de commande et de contrôle (onduleur, convertisseur, régulateur...) ; (iiii) éventuellement
d’une de partie stockage (batteries). Le schéma 2.5 permet de mieux comprendre ce sys-
tème de pompage à travers un organigramme bien détaillé.
30

42. Figure 2.5 – Organigramme du système de pompage photovoltaïque.
[34]
Le dimensionnement de la station de pompage, consiste à déterminer les caractéris-
tiques des pompes qui conviendraient pour le refoulement de l’eau de la bâche vers les
organes d’arrosage. Ces caractéristiques sont principalement le débit, la HMT du réseau
au point critique, la puissance électrique et les composants électroniques.
− La hauteur manométrique totale HMT
C’est la différence de pression en mètres de colonne d’eau entre les orifices d’aspiration et
de refoulement. Elle est déterminée par l’équation 2.41.
HMT = ∆Z + Pdctotale + Pem (2.41)
HMT : hauteur manométrique (m) ;
∆Z : la différence de hauteur entre la source d’eau et le point le plus défavorable du
périmètre (m). Elle se calcul par la formule 2.42.
∆Z = Zmax − Zeau (2.42)
Pdctotale : les pertes de charges totales dans le réseau (m) ;
Pem : la pression nécessaire à l’émetteur (m) ; (goutteur, asperseur, ou bien prise parcel-
laire).
31

43. − Le point de fonctionnement des pompes
C’est l’intersection de la courbe caractéristique de la pompe et celle des conduites d’ad-
duction du réseau.
La courbe caractéristique du réseau tracée en fonction de la HMT et différents débits de
pompage. Elle est confrontée à celle de la pompe qui est fournie par le fabriquant. Le
point intersection de ces deux courbes représente la performance maximale de la pompe
choisie.
− La puissance hydraulique
Elle est définie par la relation 2.43.
PHydr =
ρ × g × Q × HMT
3600 × 1000
(2.43)
PHydr : Puissance hydraulique (Kw) ;
ρ : densité de l’eau pompée ; égale à 1000 kg/m3
)
g : Accélération de la pesanteur (9.81 m/s2
) ;
Q : débit (m3
/h)
HMT : hauteur manométrique (m) ;
− La puissance absorbée par la pompe
Elle est donnée par la relation 2.44.
Ppomp =
PHydr
η
(2.44)
Ppomp : Puissance de la pompe (Kw) ;
η : rendement global de la pompe (%) ; η = 70% [35].
− La puissance du générateur
La puissance du générateur photovoltaïque est calculée à l’aide de la relation 2.45 :
Pgén =
Ppomp
Nh × ϵ
(2.45)
Pgen : Puissance du générateur (Kw/h) ;
Ppomp : Puissance de la pompe (Kw/h) ;
Nh : le nombre d’heures de pointe d’ensoleillement journalier ou irradiation (Kw/m2/j).
Le Sénégal possède une irradiation moyenne de 5,7 kW/m2/j [36].
ϵ : rendement électrique du système (%). Il est déterminé en fonction des pertes de charges
dans les câbles, dans le contrôleur et les pertes de charges dues à la température et à la
poussière. Ainsi, ces pertes ont comme valeurs respectivement : 3%, 10%, 10% et 2% [35]
ce qui correspond à un rendement électrique du système de 75%.
− Le nombre de panneaux
Le nombre de panneaux du générateur photovoltaïque dépend de la puissance de ce dernier
et la puissance du type de panneau choisi. Il est calculé à l’aide de la relation 2.46.
Npan =
Pgén
Ppan
(2.46)
Npan : le nombre de panneaux ;
Pgen : Puissance du générateur (Kw) ;
32

44. Ppan : Puissance du panneau choisi (Kw) ;
− Le choix de l’onduleur
Son rôle est de convertir le courant continu en courant alternatif. Le choix de l’onduleur
doit se faire en tenant compte de deux paramètres :
(i) Sa puissance Pond doit être supérieure à celle des pompes Ppompes (Pond > Ppompes) ;(ii)
La tension de la sortie des panneaux US doit appartenir à la plage de tension d’entrée de
l’onduleur.
Les systèmes de stockage : bâches, désableurs et dégrilleurs des systèmes
goutte à goutte, par aspersion et californien
Ils jouent le rôle de régulateurs des variations de la disponibilité de l’eau et son service
en bonne qualité.
- Dimensionnement de la bâche
Pour permettre au moteur de la pompe de garder sa température normale de fonctionne-
ment, le dimensionnement doit tenir en compte le volume utile de marnage [37]. C’est le
volume compris entre le niveau haut de démarrage de la pompe et le niveau bas d’arrêt.
Il peut être calculé par la formule 2.47.
V =
Q × (1
n
)
4 × (N − 1)
(2.47)
V : le volume utile de marnage (m3
) ;
Q : Débit à pomper (m3
/h) ;
n : Nombre maximal de démarrage des pompes par heures ;
N : Nombre de pompe adopté ;
- Dimensionnement du dessableur
Les dimensions du dessableur (la hauteur h et la longueur L) sont calculées en fonction
du débit qui le passe et la vitesse de percolation comme l’indique les formules 2.48 et 2.49
.
h =
Q
L × Vh
(2.48)
L =
Q
l × Vc
(2.49)
Ces dimensions doivent répondre aux conditions des formules 2.50 et 2.51 [37] .
L
Vh
≥
h
Vc
(2.50)
Vh =
Q
l × h
(2.51)
33

45. Vh : Vitesse horizontale des matières organiques de se déposer (m/s) ;
Vc : Vitesse de chute des particules (m/s) ;
L : Longueur du dessableur (m) ;
l = Largeur du dessableur (m).
- Dimensionnement du dégrilleur
Connaissant le débit qui arrive, on fixe la vitesse de passage entre les barreaux, puis on
calcule la section mouillée, la section utile et le tirant d’eau à l’aide les relations 2.52 ;
2.53 ; 2.54 ; 2.55 ; 2.56.
Sm =
Q
V × Θ × (1 − C)
(2.52)
Θ =
e
e + b
(2.53)
h =
Sm
l
(2.54)
L =
h
cos(α)
(2.55)
Su = Sm × Θ × (1 − C) (2.56)
e : écartement des barreaux pour tamisage grossier(m) ;
b : épaisseur des barreaux (m) ;
V : vitesse de passage des barreaux (m/s) ;
l : largeur de la grille (m) ;
C : Coefficient de colmatage ;
Sm : Section mouillée (m2
) ;
Θ : coefficient de vide de la grille
h : la hauteur de la grille (m) ;
Su : Section utile (m2
) ;
L : Longueur de la grille (m) ;
α : Angle d’inclinaison de la grille (ř dégré).
2.4.3.2 Le chenal d’amenée
Il s’agit d’un canal à ciel ouvert de forme trapézoïdale, sans revêtement. Il sera réalisé
en déblais une partie dans l’eau et une partie à sec. Son implantation dépend des conditions
topographiques et géologiques du site. Ses dimensions seront déterminées par l’équation
de Manning Strickler (Equation 2.57).
Q = Ks × S × R
2
3
h ×
√
I (2.57)
34

46. Q : le débit qui transite dans le canal (m3
/s) ;
Ks : Rugosité du canal ;
S : section mouillée du canal (m2
) ;
Rh : Rayon Hydraulique (m) ;
I : pente du canal.
Le tirant d’eau y(m) : c’est la hauteur d’eau au−dessus du fond. Il est calculé par la
formule 2.58 :
y =
(Q
K
)
3
5 × (b + 2y
√
1 + m2)
2
5
(I
3
10 × (b + my)
(2.58)
m : fruit des berges
b : largeur au plafond b (m) :
b = 2y(
√
1 + m2 − m) (2.59)
S : section mouillée :
S = (b + my)y (2.60)
P : périmètre mouillé :
P = b + 2
√
1 + m2 (2.61)
Rh : rayon hydraulique :
Rh =
S
P
(2.62)
2.4.4 Le réseau de circulation
Il assure l’accès aux parcelles pour les exploitants et les engins mécanisés et permet
une gestion efficace et un bon entretien des réseaux.
Les dimensions des pistes dépendent des objectifs auxquels elles doivent répondre et de
leurs situations dans le périmètre. Elle doivent permettre aux véhicules et engins de faire
des demi-tours.
Pour le dimensionnement des pistes, le présent travail se base sur les caractéristiques
adoptées dans l’étude des secondaires (Rapport Lot3 (Ngnith, Thiarène et Mbayène)
SAED/MCG) effectuée par la SAED. Cette étude a comme référence le guide de dimen-
sionnement de l’AGEROUTE recommandant pour les pistes rurales, une épaisseur de
couche de roulement de 20cm chaque fois que le CBR du sol support est égal ou supérieur
à 10. Le réseau de circulation du périmètre est constitué de pistes principales(centrales),
des pistes secondaires (allées) non aménagées entre les parcelles et des pistes de ceinture
interne non aménagé. Les Caractéristiques des pistes sont inscrits dans le tableau 2.5.
35

47. Tableau 2.5 – Caractéristiques des pistes du périmètre de Ngnith.
[18]
Piste Nombre Emprise (m) Largeur roulable(m) Linéaire (m)
Piste principale 4 7,2 4 3179
Piste secondaire (Allées) 10 4,2 3 5917
Piste de ceinture 2 5,6 4 8567
2.4.5 L’organisation de l’arrosage des systémes d’irrigation
Pour permettre un fonctionnement optimal des systèmes et faciliter leurs mainte-
nances, il est nécessaire d’établir une organisation stratégique de manœuvre des vannes
et de dresser un calendrier d’arrosage pour les usagers.
L’organisation se fera en fonction du tour d’eau. Il s’agira de déterminer l’heure, la durée
et le débit d’eau qu’un usager peut prélever sur sa prise d’irrigation. La programmation
est faite en fonction du système d’irrigation . Elle va tenir compte de la ressource d’eau
disponible, du système de pompage et des contraintes sur les réseaux et les habitudes de
travails des exploitants.
2.5 Évaluation des coûts d’aménagement des systèmes
d’irrigation goutte à goutte, par aspersion et ca-
lifornien
L’évaluation du coût de l’aménagement est un élément fondamental dans la comparai-
son des techniques d’irrigation. Elle concerne toutes les charges nécessaires à la réalisation
de chaque système avant son exploitation. Elle est basée sur l’estimation des coûts des
travaux et d’installation, de la main d’œuvre ainsi que sur les frais de fonctionnement et
d’entretien. Il s’agira de faire pour chaque type d’irrigation un métré et un devis estimatif
de toutes les activités à mener, le matériel à acquérir et la main d’œuvre pour l’exécution
des travaux d’aménagent.
2.6 Etude d’impacts environnemental et social des
aménagements des systèmes d’irrigation
La réalisation d’un projet d’aménagement hydro-agricole a toujours des effets sur le
milieu social et environnemental du site concerné. Ces impacts doivent absolument être
pris en compte lors de la conception technique dans le choix des équipements, au moment
des travaux d’exécution et durant l’expolition du projet.
Cette étude consistera à faire une confrontation des activités à mener et les récepteurs
environnementaux et sociaux. Il s’agira de (i) recenser les impacts négatifs et positifs que
peut susciter le projet durant les phases de préparations et d’exécution des travaux, et
lors de l’exploitation ; (ii) de proposer quelques mesures d’atténuation pour le respect de
l’environnement dans dans une vision de développement durable.
36

48. Chapitre 3
RESULTATS ET DISCUSSIONS
3.1 La conception technique des réseaux d’irrigation
goutte à goutte, par aspersion et californien
3.1.1 Les besoins en eau des différentes cultures
Ils sont évalués pour les périodes de campagne durant la saison sèche froide (d’octobre
à janvier) et la saison sèche chaude (de février à mai) qui présentent les besoins en eau
les plus élevés. Les résultats sont présentés dans le tableau 3.1.
Tableau 3.1 – Estimation des besoins en eau d’irrigation des différentes cultures en
campagne sèche froide et sèche chaude.
37

49. Ces résultats montrent que les besoins en eau varient selon les cultures et les techniques
d’irrigation. Le système d’irrigation californien nécessite plus d’eau avec des besoins sai-
sonnières variant entre 554 mm pour l’oignon et 1377 mm pour la patate douce, ensuite
vient le système par aspersion qui demande des quantités comprises entre 517 mm pour
l’oignon et 1285 mm pour la patate douce, le système goutte à goutte utilise moins d’eau
avec 431 mm pour l’oignon et 1071 mm pour la patate douce. Cela est dû aux coefficients
culturaux et les efficiences globales des systèmes d’irrigation.
On constate aussi que les valeurs maximales des besoins en eau sont obtenues durant la
campagne chaude plus précisément au mois de mars avec des valeurs de 323 mm pour le
système californien, 301 mm pour le système par aspersion et 251 mm pour le système
goutte à goutte. De plus, c’est le mois où la valeur maximale de l’évapotranspiration men-
suelle Eto = 226mm/mois est enregistrée avec une pluviométrie efficace nulle Pe = 0 mm
(cf annexe A). Par conséquent le mois de mars sera considéré comme la période de pointe
pour le dimensionnement des réseaux.
Les besoins bruts totaux en eau d’une campagne pour chaque spéculation en fonction
de la technique d’irrigation sont illustrés par la Figure 3.1.
Figure 3.1 – Les besoins en eau de la campagne pour les différentes cultures en fonction
des techniques d’irrigation
L’histogramme 3.1 montre que la patate douce consomme plus d’eau que les autres
cultures, avec des besoins saisonniers de 1071 mm pour le système goutte à goutte ; 1285
mm pour le système par aspersion ; et 1377 mm pour le californien. Durant le mois de
mars (mois de pointe) qui coincide avec sa phase de mis saison (Kc = 1), les besoins de
la patate douce sont évalués (tableau 3.1) à 251 mm/mois, 301 mm/mois, 323 mm/mois
respectivement pour les systèmes goutte à goutte, par aspersion et californien. La patate
douce constitue donc la culture la plus contraignante des spéculations, alors elle sert de
base pour le dimensionnement des différents systèmes.
38

50. 3.1.2 Les paramètres de base
Le sol du périmètre est de type Dior avec une texture limono-sableux. La valeur de la
densité apparente est de 1.6 g/cm3
et la profondeur racinaire de la patate douce est égale
à 80 cm [18]. Les valeurs de l’humidité à la capacité au champ (15%) et de l’humidité au
point de flétrissement (6%) sont tirées dans la table 19 de FAO 56. Pour un sol sablo-
limoneux la vitesse d’infiltration est comprise entre 20 et 30mm/h [23].
3.1.3 Les paramètres d’irrigation
Les calculs sont effectués avec les besoins en eau de la patate douce durant sa phase de
mi-saison au mois de mars (mois de pointe) avec un coefficient cultural Kc = 1. La valeur
moyenne journalière de l’évapotranspiration durant ce mois est de 7 mm/j. Le résultat
des calculs des différents paramètres d’irrigation pour les trois systèmes sont inscrits dans
le tableau 3.2.
Tableau 3.2 – Les paramètres d’irrigation des trois systèmes goutte à goutte, par
aspersion et le californien pour la culture de la patate douce.
Paramétres Goute à Goutte Aspersion Californien
Evapotranspiration ETM (mm/j) 7,29 7,29 7,29
Besoin en eau net Bn (mm/j) 7,29 7,29 7,29
Besoin en eau brut (mm/j) 8,1 9,72 10,41
RéserveUtile RU (mm) 92,16 115,2 115,2
Réserve Facilement Utilisable RFU (mm) 51 64 64
Fréquence d’irrigation F (jour) 6,26 6,52 6,09
Tour d’eau T (jour) 6 6 6
Dose réelle d’irrigation Dr (mm) 43,74 43,74 43,74
Dose brute Db (mm) 49 59 63
Temps maximal de travail par jour Ts (h/j) 8 8 8
Le débit d’équipement (l/s/ha) 2,81 3,38 3,62
La surface totale (ha) 148,2 148,2 148,2
Le débit total du systéme (l/s) 416,442 500,916 536,484
Ces résultats montrent qu’avec des réserves facilement utilisables RFU = 51 mm pour le
goutte à goutte, 64 mm pour l’aspersion et le californien, les trois systèmes d’irrigation
ont le même tour d’eau égale à 6 jours même si il y a de légères différences au niveau des
fréquences. Ces valeurs sont surtout dues au type de sol du périmètre qui a une texture
limono-sableux caractérisée plus ou moins d’une bonne capacité de rétention de l’eau.
Les doses brutes (Dr) évaluées sont plus élevées pour le système californien 63 mm ensuite
le système par aspersion 59 mm et après le système goutte à goutte 49 mm.
Les débits d’équipement obtenus varient selon le système d’irrigation, on a 2.81 l/s/ha
pour le goutte à goutte, 3.38 l/s/ha pour l’ aspersion, et 3.62 l/s/ha pour le californien.
Ayant les mêmes tours d’eau, cette variation des débits d’équipement en fonction du
système d’irrigation peut s’expliquer par la différence des valeurs de doses brutes qui
sont affectées par les efficiences d’irrigation. Ces débits sont dans la plage des débits des
équipements d’arrosages disponibles sur le marché local.
Le calcul détaillé des valeurs mensuelles de kc, des besoins en eau ainsi que les paramètres
39

51. d’irrigation pour chaque culture en fonction des systèmes d’irrigation sont mentionnés
dans l’annexe A.
3.1.4 La configuration des réseaux d’irrigation
Le périmètre est divisé en deux blocs (bloc 1 et bloc 2) qui sont subdivisés en 17
quartiers hydrauliques dans lesquels sont découpées des parcelles de 0,5 ha.
Les réseaux sont configurés principalement de la même manière de la source d’eau
jusqu’à la parcelle comme l’illustre la figure 3.2. L’eau d’irrigation prend source au niveau
du lac de Guiers, puis transite par le chenal d’amenée pour être stockée dans une bâche
contenant un système de filtrage et des pompes immergées, avant d’être refoulée depuis la
station de pompage par le biais de la conduite de refoulement jusqu’à la tête du réseau. Au
niveau de l’ouvrage de tête du périmètre la conduite de refoulement est connectée à deux
conduites principales CP1, CP2, CP2-1 et CP2-2. Les conduites principales alimentent
les secondaires qui, à leur tour desservent les quartiers via les tertiaires ou porte-rampes .
Chaque parcelle est traversée en son milieu par une conduite tertiaire ou porte-rampe
branchée à une prise parcellaire équipée d’une vanne volumétrique. Des regards conte-
nant des vannes de sectionnement au niveau des jonctions ainsi que d’autres supports et
accessoires hydrauliques tels que : les coudes, les tés, les compteurs, les régulateurs de
pression, les ventouses, etc. sont installés pour le bon fonctionnement des systèmes.
40

52. VERS
GNITH
VERS YEM
AN
Station
de
Pompage
N
Chenal
227m
Périmétre
de
NGNITH
162
ha
Bloc
2
S=100,52ha
Station
de
pompage
Bloc
1
S=61,52ha
LEGENDE
Conduite
primaire
CP
Conduite
de
refoulement
CR
Conduite
seconaire
CS
Vanne
Parcelle
Lac de Guiers
Chenal

53. Figure 3.2 – Le plan général de configuration des réseaux d’irrigation.
La distribution au niveau de la parcelle se fait selon le système d’irrigation.
Pour les réseaux au goutte à goutte et par aspersion des rampes sont montées aux porte -
rampes et les organes gouteurs et asperseurs sont connectés à ces rampes pour assurer l’ar-
rosage des plantes. En plus du déssableur mis au niveau de la bâche, un filtre secondaire
à sable est installé sur chaque prise parcellaire pour éviter le colmatage et l’obstruction
des gouteurs et asperseurs.
Dans le cas du californien, une prise parcellaire (ou borne d’irrigation) délivre un débit
égal à la main d’eau dans le bassin de dissipation comportant un seuil versant et po-
sitionné en un point haut de la parcelle pour favoriser la distribution gravitaire via le
canal arroseur à partir duquel part un réseau de rigoles en terre qui desservent des billons
orientés dans le sens de la longueur des parcelles.
Pour une bonne accessibilité du périmètre, des pistes secondaires sont implantés sur
chaque bande de parcelles desservie par une conduite secondaire. Ces pistes secondaires
sont raccordées d’une part à une piste principale implantée selon l’axe longitudinal du
périmètre et d’autre part à une piste périphérique ceinturant le site du périmètre.
Un magasin multi-fonctionnel et un magasin d’intrant pour stocker suivants les normes
environnementales requises les intrants (semences, engrais, produits phytosanitaires, etc.)
et le petit matériel destiné à l’exploitation agricole, seront construits.
L’aménagement est complété par une clôture en grillage galva et des rideaux de brise-
vents (plantation d’Acacia mellifera) bordant l’emprise de la piste principale et longeant
la clôture, pour protéger le périmètre contre les animaux et diminuent l’effet du vent sur
les micro-asperseurs.
3.2 Le dimensionnement des réseaux d’irrigation
3.2.1 Les organes d’arrosage : gouteurs, asperseurs et bassin de
dissipation - canal arroseur
3.2.1.1 Le choix des gouteurs
Le gouteur recommandé est STREAMLINE PLUS™ de Netafm, identifié sur la figure
3.3. Il est choisi à cause de sa convenance aux cultures maraichères saisonnières, de sa
disponibilité sur le marché local à prix abordable et de ses caractéristiques techniques
(Tableau 3.3) et aussi de ses avantages que sont :
— Matières premières améliorées qui permettent d’atteindre une pression de fonction-
nement et une résistance à la traction plus élevées ;
— Large surface de filtration pour assurer une performance optimale ;
— Le labyrinthe TurboNet™ assure une large et profonde section de passage d’eau,
permettant d’augmenter la résistance au colmatage ;
— L’eau est prélevée au centre du flux, ce qui limite l’entrée des sédiments dans les
chicanes des goutteurs.
— Le goutteur est moulé par injection, assurant une excellente uniformité et un très
faible coefficient de variation de débit d’irrigation ;
— Deux bandes orange permettent de vérifier rapidement, lors de la pose, le posi-
tionnement correct des gaines goutte à goutte (goutteur sur la face supérieure) et
d’éviter ainsi les dommages potentiels causés par succion ;
42

54. — Les goutteurs disposent du système FLAP : un clapet ouvert seulement pendant
l’irrigation limitant ainsi l’obstruction du goutteur hors irrigation ;
— Résistant aux UV et aux nutriments standards utilisés en agriculture ;
— Produit conforme aux normes ISO 9261.
La méthode de filtration doit être choisie en fonction du type et de la concentration
des particules d’impuretés présentes dans l’eau.
Figure 3.3 – Goutteur STREAMLINE PLUS™.
[38]
Tableau 3.3 – Les caracteristiques des gouteurs.
[38]
Caracteristiques Valeurs
Diamètre intérieur (mm) 16.20
Epaisseur de la paroi (mm) 0.2
Diamètre extérieur (mm) 16.60
Débit (l/h) 0.72
Pression de fonctionnement max (bar) 1
Pression purge max (bar) 1.2
Dimensions du passage de l’eau : Larg x Prof x Long(mm) 0.51 x 0.44x 13
Longueur Bobine (m) 3000
Espacement entre goutteurs (m) 0.4
Espacement entre rampes (m) 0.6
Surface de filtration (mm2
) 14
Constant K 0.238
Exposant X 0.48
Filtration recommandée (micron)/(mesh) 130/120
Les parcelles sont de forme rectangulaire 50m x 100m avec un espacement entre gouteurs
de 0.4m donne un nombre de 125 gouteurs par rampe, ces dernières sont écartées entre
elles de 0.6 m soit un total de 167 rampes par porte rampe et chaque parcelle contient 01
seule porte-rampe. Cet espacement peut varier en fonction des cultures.
Le débit choisi 0.72 l/h pour les gouteurs, donnera un débit à la parcelle de 15 m3
/h qui
pourra satisfaire la dose brute d’irrigation en 4,5 h pour une parcelle de 0.5 ha. De plus
la pluviométrie calculée 4.5 mm/h est bien inférieure à la vitesse d’infiltration qui est
comprise entre 20 et 30mm/h.
43

55. 3.2.1.2 Le choix de l’asperseur
Vue le relief du terrain qui est un peu accidenté avec des pentes irrégulières, la superficie
des parcelles de l’ordre de 0.5 ha en forme rectangulaire, et la disponibilité locale des
équipements, le choix de l’organe d’arrosage pour le système par aspersion s’est porté
sur les arroseurs rotatifs avec couverture intégrale c’est-à-dire une installation qui reste
fixe pendant toute la saison. Le type d’asperseur choisi est le micro-asperseur D-NET™
8550 de la figure 3.4. C’est un arroseur à impacteur 3D pratique pour le maraichage.
Ces asperseurs sont vendus dans le marché local à des prix abordables. Ses principaux
caractéristiques (Tableau 3.4) et avantages sont :
— Un rendement élevé et uniforme : il assure une bonne uniformité de distribution
grâce à son efficacité maximum de répartition. En respectant le débit et l’espa-
cement préconisés, l’uniformité de distribution de l’arroseur est la plus élevée du
marché ;
— Réduit les coûts d’exploitation et de maintenance : il a une grande robustesse :
Le D-Net ™ 8550 a une conception spéciale qui rend l’arroseur plus résistant et
qui assure des performances élevées pendant longtemps. Il est fabriqué à partir de
matériaux protégés contre les UV, ce qui le rend durable dans toutes les conditions
climatiques et avec toutes les applications, dont les irrigations avec des fertilisants.
Le dispositif peut être installé de façon fixe sur cultures pérennes ou de façon tem-
poraire sur cultures saisonnières (installation rapide, transport facile et stockage
aisé). Une clé de buse spéciale est conçue pour permettre un nettoyage simple et
facile de la buse.
Figure 3.4 – L’asperseur D-NET™.
[39]
Tableau 3.4 – Les caracteristiques des asperseurs.
[39]
Caracteristiques Valeurs
Taille buse 2.9 + 1.8
Pression de fonctionnement (bar) 1.5
Débit (l/h) 527
Diamètre arrosé (m) 18
Espacement entre asperseurs (m) 12
Espacement entre rampes (m) 12
Précipitation (mm/h) 3.7
Hauteur arroseur (m) au-dessus du sol 1
44