rampe frontale

Matériels D’Irrigation Rampe Frontale

Avant Propos

L’eau a toujours été un facteur conditionnant la productivité des terres agricoles, et il s’est

avéré que l’insuffisance des précipitations qui entraîne un déficit hydrique au niveau des

cultures empêche d’atteindre une production optimale.

Aussi, l’excès d’eau et sa stagnation peut provoquer l’asphyxie et la toxicité des plantes

d’ou la limitation de la production. Ainsi, et dans le cadre de la reforme agraire qui vise

l’amélioration et l’optimisation des produit agricoles, l’amélioration des techniques

d’irrigation tel que l’irrigation par aspersion, l’irrigation localisée,...

Notre étudie s’intéresse à l’une des techniques d’irrigation résoudrant les problèmes

rencontrées précedements, l’irrigation par aspersion au moyen d’une rampe frontale.

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La rampe frontale

I. Historique :

L’irrigation par la rampe frontale est inventée aux USA vers la fin des années 40. Elle

convient à l’irrigation des grandes surfaces, surtout les parcelles rectangulaires. L’utilisation

des rampes frontales est limitée aux surfaces planes dont la pente généralement ne dépasse

pas15 %. La longueur de la rampe frontale ne dépasse pas dans les plupart des cas 450 m avec

une vitesse d’avancement moyenne de 2,5 m/min.

II. Définition :

La rampe frontale est une machine automatisée de l’irrigation par aspersion composée

d’une rampe supportée par plusieurs tours métalliques, alimentée par un flexible ou par un

canal d’eau et entraînée par un moteur. Cette machine permet l’irrigation des parcelles

rectangulaires à déplacement continu, avance suivant une direction perpendiculaire à sa rampe

d’irrigation et délivre une pluviométrie homogène et peu sensible au vent.

La rampe frontale se présente sous différents modèles, mais en général elle est

composée de:

Une rampe porte asperseurs,

Une structure métallique porte rampes,

Un système d’alimentation en eau,

Un dispositif d’avancement et guidage rectiligne,

Un système de pilotage.

III. Etude Technique :

1. Caractéristiques générales :

Hauteur de la rampe:3.7 à 4.5 m,

Diamètre de tube:133 à 159 mm,

Ecartement entre les tours mobiles : 35.1 à 52.6 m,

Nombre maximal des tours mobiles:

Alimentation latérale : 10,

Alimentation au centre : 20.

Largeur maximale du système en cas de :

Alimentation en eau au coté: 547 m.

Alimentation en eau au centre: 1092m.

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Débit maximal en cas d’alimentation par canal avec groupe motopompe Diesel : 500

m3/h.

La surface irriguée dépend de la pluviométrie et du débit: possibilité de dépasser les

150 ha.

2. Etude des différents organes :

2.1. La rampe d’irrigation ou porte asperseurs :

Elle est composée de plusieurs conduites reliées par des raccordements souples. De

longueur variable de 400 à 500 m, de diamètre variable de 108 à 152 mm et porte des

asperseurs :

A faible pression de 1 à 2 bars,

A petit écartement de 2 à 6 m,

Montés sur des supports rigides dirigés en haut ou bien en bas (pendillards) comme l’indique la figure2.1,

Assure une pluviométrie de 6 à 60 mm par heure,

L’extrémité de la rampe peut être équipée d’un canon.

Figure 2.1 : Porte asperseur

2.2. Structure porte rampe:

Elle est composée de plusieurs travées en nombre égal à celui des tronçons de conduite.

Chaque travée est composée aux extrémités par deux tours composées d’une structure

métallique et deux roues pneumatiques. Comme il illustrée par la figure 2.2.

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Figure 2.2 : Structure d’une porte rampe

2.3. Accouplement entre travées :

L’accouplement, indiqué par la figure 2.3, est composé d’une coquille articulée, un

joint à lèvre assure l’étanchéité, bouchon purgeur automatique. Son alignement est assuré par

une réglette coulissante, caractérisée par un démontage facile.

Si un terrain accidenté, une tour monte tandis que l’autre descend, ce mouvement ne

pose pas de problèmes à cet accouplement, puisque l’angle de l’accouplement peut atteindre

30 degrés au max. Même avec cet angle élevé, la section de tube ainsi que le débit d’eau

restent les même. Ceci est possible grâce à un collier de serrage en matière de haute qualité.

Figure 2.3 : Dispositif d’accouplement.

2.4. Mode de guidage :

Le guidage de la tour de contrôle, en général la tour motrice, peut se faire de plusieurs

manières:

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Par un câble aérien tendu au dessus du sol et fixé sur des piquets, suivi

par des palpeurs à l’avant et à l’arrière de la tour motrice,

Par des piquets, disposés à intervalles réguliers (5 m) en bordure de

de parcelle et suivis par des palpeurs.

Par un câble enterré parcouru par un courant de haute fréquence, repéré et

suivi grâce à un système de détecteurs. Ce système est très séduisant car il supprime

tout obstacle, mais il est le plus coûteux;

Par un sillon tracé dans le sol suivi par un sabot. C’est le plus simple, il limite

les obstacles, mais le sillon est très souvent fragile,

Par guidage sur le canal, ce qui impose d’avoir un canal bétonné

Les deux premiers systèmes sont fiables, mais laissent des obstacles en travers de la parcelle.

2.5. Borne d’arrêt:

En limite des champs; il faut placer les bornes d’arrêt (sont deux piquets) entre

lesquels est tendu le fil de fer de guidage (galets) lors de son contact avec le piquet d’arrêt de

la station de pompage et la machine s’arrête, ou bien le retour à vide selon le choix de

l’utilisateur effectué à l’aide de l’armoire de commande.

Figure 2.5 : Borne d’arrêt.

3. Principe de fonctionnement:

3.1. Déplacement de la rampe :

Les rampes frontales se déplacent en translation tout en arrosant. Elles sont guidées

par une tour motrice qui fournit ou reçoit de l’énergie. La tour motrice est équipée de deux ou

quatre roues, suivant la longueur de la rampe et le poids à transporter, elle est en générale

lestée pour offrir une inertie suffisante et augmenter l’adhérence.

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Figure 3.1.a : Roue motrice

Grâce au la moto réducteur, assez de force est disponible. Les réducteurs des mues

sont actionnés par deux arbres moteurs qui ne nécessitent pas d’entretien et sont montés

directement sur les roues. Ces réducteurs de mues disposent de chambre d’expansion pour

l’huile des réducteurs, ce qui est primordial en cas de charge permanente et de variation de

température.

La vitesse de la rampe frontale est réglable de 9 â 36 m/h. Les roues de la rompe sont

orientables en direction perpendiculaire â l’axe longitudinal de la rampe, pour l’arrosage, et en

direction parallèle pour le déplacement traîné au moyen d’un tracteur d’une parcelle à une

autre parcelle du périmètre irrigué.

Figure 3.1.b : Déplacement de la rampe

3.2. Alignement de la rampe:

Pour qu’il y ait un alignement exact, un système palpeur monté sur les travées et qui

touche en continue le câble d’acier suit toute la longueur du champ assure l’avancement en

ligne de la rampe, ce dispositif de contrôle corrige toute déviation tout simplement en

démarrant ou en arrêtant les moteurs des tours mobiles.

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Figure 3.2 : Déplacement de la rampe

3.3. Alimentation en eau :

L’alimentation en eau peut également être assurée par pompage dans un canal situé le long du parcours de la rampe.

Figure 3.3.a.Alimentation en eau par pompage

L’alimentation en eau de la rampe est assurée par :

Par tuyau tracté :

Un tuyau flexible est branché sur des bouches réparties dans la parcelle, et alimentées

par une station de pompage. La longueur du flexible est limitée par son poids, donc son

diamètre et sa longueur. En général cette longueur est limitée à 200 m (soit des positions

de 400 m). Le tuyau est déplacé manuellement pour passer d’une position à l’autre.

On trouve deux types de tuyaux flexibles:

Souples (type pompier), maniables mais nécessitant une pression d’au

moins 4 bars, pour éviter qu’ils se plient;

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Plyéthylène, moins maniable, plus épais, plus solide, moins cher, moins

adhérent, sa rigidité impose une boucle de 2.5 m de rayon au moins.

Par un canal :

Le pompage est direct au moyen d’une pompe placée sur la tour motrice. On trouve

plusieurs systèmes de canaux avec des écluses, creusés dans le sol, bétonnés ou non.

Ce mode d’amenée d’eau est limité aux terrains plats.

Figure 3.3.b : Alimentation en eau par pompage à partir un canal.

L’entretien de ces canaux pose souvent des problèmes (stabilité des berges, enherbement) et doit rentrer en ligne de compte pour le calcul du coût de l’installation.

La station de pompage est supportée par le chariot, équipée d’une pompe à moteur

thermique ou électrique, d’une crépine d’aspiration maintenue horizontale sur un patin. Elle

est généralement construite en béton si le sol est perméable, si non creusé directement dans le

sol (sol non filtrant), de section trapézoïde, de profondeur allant de 46 à 61 cm, de largeur

supérieure ou égale à 75 cm, et d’angle d’ouverture égale à 45°.

Elle est situé à coté du chariot le long de la bordure de la parcelle, ou au milieu de la

parcelle en dessous de la rampe, dans ce cas la rampe soit composée de deux ailes de part et

d’autre du canal.

3.4. Alimentation en énergie :

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L’électricité arrive par un câble traîné sur le sol par la tour motrice, ou est produite au

niveau de la tour motrice par un groupe électrogène. Dans le cas de rampes à déplacement

hydraulique (huile), un moteur thermique maintient la pression dans les circuits.

Les câbles traînés doivent avoir un blindage suffisant pour résister à l’écrasement, Ils

peuvent être disposés à l’intérieur du tuyau d’amenée.

3.5. Système de pilotage:

Le système de pilotage est composé de raccordement, vannes, manomètres et régulateurs

de débits. La vanne d’alimentation de la rampe est actionnée par l’opérateur, en limite de la

parcelle, elle est fermée au moyen de bornes d’arrêt. Il s’agit de deux piquets entre les quels

passe le câble de guidage.

Quand le système se met en contact avec les bornes d’arrêt, un disjoncteur se

déclenche et fait arrêter la station de pompage.

Chaque asperseur est précédé par un régulateur du débit et de pression assurant que

tous les asperseurs fonctionnent avec le même débit et la même pression.

IV. Quelques méthodes pour utilisation sans problèmes de la rampe frontale: A. Cas des sols lourds:

Méthode N°1:1- Marche avant jusqu’au bout du champ avec la pluviométrie désirée.

2- Arrêt pour laisser sécher le sol.

3- Marche arrière rapide sans arrosage.

Méthode N°2:

1- Marche avant jusqu’au milieu du champ avec la pluviométrie désirée.

2- Marche avant jusqu’au bout champ sans irrigation.

3- Marche arrière jusqu’au milieu du champ avec la pluviométrie désirée.

4- Marche arrière rapide jusqu’au bout du champ sans arrosage.

B. Cas des sols légers Méthode N°1:

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1- Marche avant avec 50 % de la pluviométrie totale.

2- Marche arrière en appliquant les 50 % restants.

Méthode N°2:

1- Marche avant et marche arrière, application d’une pluviométrie réduite.

2- Compéter à la pluviométrie désirée.

V. Les paramètres d’irrigation de la rampe frontale:

1. Vitesse d’avancement:

V=1000Q/Da.La

-V : Vitesse d’avancement (mlh).

- Da : Dose d’arrosage (mm).

- Q : Débit de la rampe (m3/h).

- La : Largeur de la rampe (m).

2. Durée d’arrosage :

Ta = Lp / V

- Ta : Durée d’arrosage. (h)

- V : Vitesse de la rampe (m/h)

- Lp : longueur de la parcelle (m)

3. Débit de la rompe :

Qr = Lr * Lp * Da / Ta

Qr : débit de la rompe (m3/h)

Lr : longueur de la rompe (m).

Lp : Longueur de la parcelle (m).

Ta : durée d’arrosage (h).

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VI. Avantages et Inconvénients:

Avantages:

Economie d’eau jusqu’à 70 %.

Répartition de débit est uniforme sur l’ensemble de la rampe.

Une précision de l’application d’eau allant jusqu’à 95 %.

Economie de la main d’oeuvre jusqu’à 70 %.

Conçus pour une conversion facile à partir d’autres systèmes (irrigation par

gravité, arroseurs, couverture totale, enrouleur).

Convient pour toutes les parcelles de 4 à 405 ha avec une pente atteignant un

maximum de 6 %.

Possibilité de réglage de la dose et de l’intensité de la pluviométrie.

Inconvénients:

Altérer les cultures par la surface de contact des roues.

Prix d’achat élevé.

Entretien (main d’oeuvre qualité, précision).

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