III. DEMARCHE METHODOLOGIQUE
3. 1 Matériels
3.1.1. Matériel végétal
Le matériel végétal est l'oranger.
Il occupe la première place des productions
fruitières dans le monde avec 96 millions de tonnes produites en
2000.
D'après PRALORAN 1971, les orangers sont de petits arbres,
ou des arbustes, atteignant de 5 à 15 m de hauteur, assez souvent
épineux.
Le tableau suivant présentera quelques
caractéristiques de notre culture. Tableau 1 :
Caractéristiques des orangers (source Cropwat 8.0 FAO, 2012)
|
Arbre
|
Enracinement max (m)
|
Rendement t/ha
|
|
Orangers
|
1,4 m
|
19t/ha (durant la phase de
maturité)
|
7
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
3.1.2. Matériels techniques Les
matériels utilisés sont :
- GPS pour relever les coordonnées géographiques
des éléments sur le terrain ;
- Ruban gradué (mètre) pour effectuer les mesures
nécessaires ;
- Plan de fond topographique de la zone ;
- Série de données climatique de la station de
Tienfala ;
- Appareil photo ;
- AutoCAD 2013 et Covadis 2013 pour exploiter les données
topographiques et faire les
différents profils, plans et projection
d'aménagement ;
- GOOGLE Earth et Global Mapper pour localiser, et explorer le
site d'étude ;
- ARCGIS 9.3 pour la cartographie ;
- Cropwat 8.0 pour l'acquisition des données sur les
spéculations agricoles ;
- Excel 2016 pour les feuilles de calcul et dimensionnement du
réseau d'irrigation ;
- Word 2016 pour la rédaction du mémoire ;
3.2. Méthode
La démarche méthodologique adoptée dans le
cadre de cette étude a été axée sur :
- Les recherches documentaires qui ont été
essentiellement effectuées en bureau d'études SINE SUARL et dans
d'autres structures comme la DRGR ;
- La visite du site du projet, les enquêtes
socioéconomique et agronomique ;
- Les travaux en bureau qui ont concerné la
rédaction du rapport, les entretiens avec les encadreurs et autres ; Il
ressort de ces travaux les différentes solutions basées sur la
définition d'un schéma d'aménagement agricole du
périmètre.
3.2.1. Etudes diagnostiques du
périmètre
Le diagnostic physique s'est déroulé en
parcourant l'ensemble du périmètre accompagné du
propriétaire afin, de répondre d'éventuelles questions
relatives au périmètre, telles que : les limites du
périmètre, sa mise en valeur, etc. Ainsi, nous avons
découpé le bas-fond parcouru en section homogènes afin
d'identifier les sections du périmètre aménageables. En
effet, les mesures de terrain (granulométrie) n'ont été
réalisées que sur des sections jugées aménageables
après diagnostic physique.
3.2.2. Etudes topographiques
Les travaux topographiques ont porté sur la
reconnaissance du terrain afin de connaitre les limites du
périmètre. Les instruments, appareils et autres matériels
(voir photographie ci-
8
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
dessous) utilisés sont le GPS Garmin pour
déterminer les limites de la zone exploitable et la station totale pour
déterminer les différentes cotes.
Figure 2 : photographie des équipements
topographiques 3.2.3. Détermination des paramètres
d'irrigation
Nous avons déterminé les paramètres
d'irrigation que sont ceux relatives à la mobilisation de l'eau,
à la consommation des cultures pratiquées, aux sols
(propriétés hydrodynamiques et celles de rétention en
eau).
3.2.3.1. Détermination du coefficient de
filtration du sol (K)
Dans la présente étude, ont été
utilisées les méthodes du double anneau ou méthode de
Müntz et celle de l'anneau simple.
? Méthode de l'anneau simple ou méthode
monocylindrique
Pour cette méthode, c'est le cylindre de
diamètre d'environ 30 cm qui est utilisé ; il est cependant
relativement peu enfoncé dans le sol (à moins d'un quart de sa
hauteur) ; cela est nécessaire pour que les premières couches de
sol reçoivent aussi les courants d'eau latéraux. Par rapport
à la procédure de calcul, elle est pareil à la
précédente ; la seule différence avec la suivante
méthode est que le coefficient de filtration est moyen ; soit « K
» au lieu du coefficient de filtration vertical « Kv
». Le coefficient de filtration moyen est la racine carrée du
produit du coefficient de filtration vertical - horizontal.
K = (?? ?? × ??h )0.5
.........(0)
9
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
Figure 3 : Double anneau de Muntz (photo :
Sangaré, 2019)
? Méthode des anneaux- doubles :
Avec cette méthode, deux anneaux respectivement de
diamètre 30 cm et de diamètre 60 cm sont concentriquement
enfoncés dans le sol jusqu'au tiers ou à la moitié de
leurs hauteurs ; ensuite on les rempli d'eau pour mesurer la baisse du niveau
de l'eau du cylindre central par intervalle de temps. Pendant les mesures, il
ne faut pas que l'eau manque dans le cylindre externe ; le rôle de
cylindre est d'empêcher les courants d'eau du cylindre central de se
disperser ; car l'infiltration de l'eau dans le sol est par définition
le mouvement vertical de l'eau vers les profondeurs. Pour le traitement des
données de terrain nous utilisons la formule de Kostjakov qui nous donne
une courbe à allure exponentielle ; il s'agit de la courbe de la vitesse
instantanée par unité de temps. Elle est la suivante :
Kt = K1 x Ca
...........(1)
Où
Kt : coefficient de filtration (cm/min)
K1 : Début d'infiltration dépendant de
l'humidité initiale du sol (cm/min) t : Temps de
perméabilité stabilisée (min)
á : Exposant de Kostjakov ; cet exposant varie en
général entre 0,3 et 0,8.
Les constantes « á » et « K1 » sont
déterminés graphiquement. Une transformation logarithmique de la
formule (1) nous donne :
logKt = -alogt + logK1
10
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
En considérant Y= log Kt, A = tg â et B = log
K1, nous auront une droite de la forme Y = A x +B où A =
-á est la tangente, B = log K1 ; ce qui nous donne K1 =
10B
En menant une tangente à la courbe de cette fonction
à partir de l'extrémité droite, le point de dissociation
entre ladite droite et la courbe marque la fin de la diffusion capillaire et le
début de la filtration.
Figure 4: Droite caractéristique de
l'équation de la fonction de kosiakov L'expression du
coefficient de filtration est obtenue avec l'intégration de la fonction
de la vitesse d'infiltration Kt = f(t) et sa division par le temps on obtient
:
????= (??-?)× ??-?
........................(2)
????
Figure 5 : Exemple de courbe représentant la
fonction kt= f(t)
11
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
Mise en place
Mesure de la lame d'eau avec la règle graduée
Figure 6 : Simple anneau (photo : Sangaré,
2019)
? Quelques aperçus de la nouvelle théorie
sur la relation sol/eau/plante
Dans la nouvelle théorie concernant la relation
sol/eau/plante, avec les expressions des surfaces humectées de sol, la
formule du coefficient de filtration a été établie.
?
?? = ????
??
× ?????? = ????×(??-??×??
)
.(3)
?? ????,??×??
Cela nous donne un coefficient de filtration
:
? ??????
?? = ??????, ?? × × ??? (en mm/h)
..........(4)
??-?
Les coefficients de coefficients horizontaux sont calculés
à l'aide des formules de la nouvelle théorie sur la relation
sol/eau/plante :
L'expression du coefficient de filtration moyen étant :
K = (???? × ???? )??.??, nous avons
???? = ????
???? .........(5)
Une autre expression du coefficient de filtration « Kx, y
permet de calculer Kv pour les sols moyens à lourd ou Kh pour
les sols mi- légers à légers ; il s'agit de:
?
????,?? = ???????? × × ??-? (en mm/h)
(6)
??-?
12
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
D'après cette théorie, il existe une certaine
proportionnalité entre les humidités des différentes
catégories de pore et les différents coefficients de filtration.
Donc :
p.: est la porosité d'aération du sol ; w : est
l'humidité disponible
W0:est la moyenne géométrique entre p. et w Cette
équation de proportionnalité nous donne :
........................(7)
???
??= ??,??× ????-?? × ????× ??-? ×
? ??????
3.2.3.2. Type de sols
Pour la détermination du type de sol, la classification
du sol a été effectuée à partir du test de
l'anneau. Ce test consiste à humecter un échantillon de sol, de
le malaxer pour en faire une pâte modelable ; ensuite d'en faire un
fuseau qui permettra de confectionner un anneau ; si l'anneau ne
présente pas de fissure, le sol est considéré comme
argileux ; si l'anneau présente quelques fissures sans être rompu,
le sol est moyen et si l'anneau se rompt, le sol est considéré
léger ou sableux.
3.2.3.3. Détermination des besoins en eau de la
culture
Les besoins en eau des cultures dépendent de leur
nature et de la période de l'année ou de la saison. Les
paramètres météorologiques changent de saison en saison,
de mois en mois ou même de jour en jour. Donc les besoins en eau des
cultures sont liés aux paramètres météorologiques
du moment. C'est la raison pour laquelle il y a lieu de collecter les
données météorologiques nécessaires pour
l'estimation de ces besoins.
Les paramètres météorologiques
utilisés sont :
- La pluviométrie ;
- La température ;
- L'humidité relative ;
- L'insolation ;
- Le vent ;
- L'évapotranspiration potentielle qui représente
l'ensemble des pertes par évaporation et
transpiration ;
Les données climatiques mensuelles de la station de
Tienfala sur une fréquence de 18 ans (1987-
2017), ont été utilisées dans ce
présent projet de fin d'étude.
13
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
V' Pluviométrie
Tienfala a un climat de type tropical. Tienfala affiche une
température annuelle moyenne de 27.4 °C. Sur l'année, la
précipitation moyenne est de 895 mm
Les précipitations varient de 287 mm entre le plus sec et
le plus humide des mois. Une variation de 6.35 °C est enregistrée
sur l'année.
Les hauteurs de pluie ci-dessous sont des hauteurs moyennes
annuelles de 1987 à 2017 et sont exprimées en mm
Tableau 2 : Moyennes mensuelles interannuelles de la
pluviométrie de la zone
|
1987/2017 Pluviométrie
|
|
Mois/an
|
Janv.
|
Fév.
|
Mars
|
Avril
|
Mai
|
Juin
|
Juillet
|
Août
|
Sept
|
Oct.
|
Nov.
|
Déc
|
|
Moyenne
|
0
|
0
|
5
|
19
|
54.3
|
134.82
|
287.7
|
299.24
|
135
|
32.8
|
18
|
0
|
V' Température
En général, les agrumes sont vulnérables
aux dégâts de froid à des températures
inférieures à - 2°C. Pour les organes, les
températures limites tolérées sont respectivement 4°,
-5 °, -7° et -9° pour les fleurs, les fruits, les feuilles
adultes et les tiges. Le seuil de résistance varierait selon plusieurs
facteurs tels que : Le stade de végétation de rameaux,
l'état végétatif de l'arbre, la vitesse de
refroidissement, l'intensité et la durée de froid, la position de
l'organe sur l'arbre, la densité de feuillage, et la situation de
l'arbre dans le verger. Pour les températures élevées, les
agrumes peuvent continuer lors développement et croissance à
moins de 36°c (fermeture de stomates). A des températures
très élevées (plus de 45°C), des dégâts
sur écorce pourraient se manifester. (FAO, Citrus fruits statistics
2015)
Nous avons ci-dessous le tableau des températures
maximales, minimales et moyennes de 2000 à 2017
Tableau 3 : Moyennes mensuelles interannuelles de la
température de la zone
|
1987/2017 Température
|
|
Janv.
|
fév.
|
Mars
|
Avril
|
Mai
|
Juin
|
Juillet
|
Août
|
Sept.
|
Oct.
|
Nov.
|
Déc.
|
|
Température
moyenne
|
|
26
|
25
|
31
|
34,4
|
32,7
|
25,9
|
24,7
|
24,1
|
25,5
|
24
|
24.9
|
23.52
|
14
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
V' L'humidité relative
L'humidité relative minimale est de 38,82% en moyenne sur
l'année et varie entre un minimum moyen de 18,80% en Mars et un maximum
moyen de 70.45% en août.(voir tableau ci-dessous)
Tableau 4 : Moyennes mensuelles interannuelles de
l'humidité de la zone
|
1987/2017 Humidité (%)
|
|
Mois/an
|
Janvier
|
Février
|
Mars
|
Avril
|
Mai
|
Juin
|
Juillet
|
Août
|
Sept
|
Oct.
|
Nov.
|
Déc
|
|
Moyenne
|
21,25
|
17,01
|
18,80
|
25,87
|
34,85
|
44,62
|
65,54
|
70,45
|
67
|
49.53
|
32.14
|
24.27
|
V' Insolation
L'insolation est la durée en heures d'ensoleillement
exprimée aussi en %.
L'insolation moyenne fluctue peu et atteint une valeur moyenne de
6.6 heures sur l'année. Le tableau suivant donne les moyennes mensuelles
de l'insolation.
Tableau 5 : Moyennes mensuelles interannuelles de
l'insolation de la zone
|
1987/2017 Insolation
|
|
Mois/an
|
Janvier
|
Février
|
Mars
|
Avril
|
Mai
|
Juin
|
Juillet
|
Août
|
Sept
|
Oct.
|
Nov.
|
Déc
|
|
Moyenne (h)
|
7,89
|
7,2
|
7,55
|
7,97
|
5.9
|
6,24
|
6.10
|
4,66
|
6.25
|
6,1
|
6.82
|
6,3
|
|
Moyenne (%)
|
69
|
64
|
65
|
60
|
48
|
49
|
47
|
40
|
52.10
|
54
|
62.1
|
55.37
|
V' Vent
La vitesse du vent est mesurée à l'aide d'un
anémomètre placé à une hauteur de deux
mètres du sol et s'exprime en km par heure. Il s'agit donc d'un appareil
permettant de mesurer la vitesse ou la pression du vent.
Le tableau ci-dessous donne les moyennes mensuelles du vent en
m/s.
Tableau 6: Moyennes mensuelles interannuelles des
données du vent de la zone
|
1987/2017 Vent
|
|
Mois/an
|
Janvier
|
Février
|
Mars
|
Avril
|
Mai
|
Juin
|
Juillet
|
Août
|
Sept
|
Oct.
|
Nov.
|
Déc
|
|
Moyenne
|
2,66
|
2,8
|
2,55
|
2.08
|
2,12
|
2.4
|
1.79
|
1,89
|
1,84
|
1,11
|
1.95
|
1,90
|
15
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
V' Evapotranspiration
Par définition l'évapotranspiration potentielle
(ETP) est la quantité d'eau évaporée par le sol et
transpirée par la plante lorsque le sol est à sa capacité
de rétention dans les conditions d'un développement
végétatif optimum de la plante. Elle est obtenue en multipliant
la valeur de l'ETo par un coefficient Kc qui dépend de la culture et du
stade végétatif.
|
ETP (mm) = Kc*ETo
|
........................(8)
|
Avec : Kc = le coefficient cultural équivaut
ETP (mm) = l'évapotranspiration de
référence
Pour l'estimation de l'évaporation, nous choisirons la
formule de Blaney- Criddle modifiée
par la FAO ; elle est la suivante : ET0 = a + b x f (mm/j)
- la température ;
- l'humidité relative de l'air ;
- l'insolation/ nébulosité ;
- et la vitesse du vent.
D'après la formule de Blaney- Criddle modifiée, la
formule devient :
ET0 = a + b × f avec f = (0.46 t + 8.13) ×p
........................(9)
t : Température quotidienne en degrés Celsius
p : Pourcentage d'ensoleillement qui dépend du mois et de
la latitude (annexe 4)
a et b : Coefficients de régression linéaire entre
le taux d'ensoleillement, l'humidité relative
minimale et la vitesse du vent.
Les valeurs de l'ETo sont calculées et dressées
dans le tableau ci-dessous
Tableau 7 : Estimation de l'évapotranspiration de
référence
|
Mois
|
Janv.
|
Fév.
|
Mars
|
Avril
|
Mai
|
Juin
|
Juillet
|
Août
|
Sept.
|
Oct.
|
Nov.
|
Déc
|
|
a
|
-2,15
|
-2,05
|
-2,05
|
-2,00
|
-1,85
|
-2,00
|
-1,45
|
-1,45
|
-1,45
|
-2,00
|
-2,20
|
-2,00
|
|
b
|
1,38
|
1,55
|
1,55
|
1,05
|
1,15
|
1,05
|
0,80
|
0,80
|
0,80
|
1,05
|
1,20
|
1,05
|
|
f
|
4,98
|
5,55
|
5,87
|
6,32
|
6,32
|
6,21
|
5,92
|
5,61
|
5,69
|
5,61
|
5,21
|
4,98
|
|
p
|
0,26
|
0,27
|
0,27
|
0,28
|
0,28
|
0,29
|
0,29
|
0,28
|
0,28
|
0,27
|
0,26
|
0,26
|
|
ETO
|
4,73
|
6,55
|
7,05
|
4,64
|
5,42
|
4,52
|
3,29
|
3,04
|
3,10
|
3,89
|
4,05
|
3,23
|
V' Pluie efficace Pe
Elle est déterminée par sur la base de coefficient
d'efficacité de er=30%=0.3et er=65%=0.65 (FAO). Ainsi la formule est la
suivante :
16
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
Pe = 0.8P si P > 75mm/j et Pe = 0.6P si P < 75mm/j avec P
la pluviométrie mensuelle.
|
Pe = er *Pm
|
|
|
(10)
|
|
|
|
|
Les différentes valeurs sont consignées dans le
tableau ci-dessous.
|
|
|
Tableau 8: Pluie efficace de la zone
|
|
|
|
|
Mois
|
Janvier
|
Février
|
Mars
|
Avril
|
Mai
|
Juin
|
Juillet
|
Août
|
Sept
|
Oct.
|
Nov.
|
Déc
|
|
Pluie
(mm)
|
0
|
0
|
4
|
15
|
48
|
117
|
211
|
273
|
168
|
56
|
3
|
0
|
|
er
|
0.65
|
0.65
|
0.65
|
0.65
|
0.65
|
0.30
|
0.30
|
0.30
|
0.30
|
0.30
|
0.30
|
0.65
|
|
Pe (mm)
|
0
|
0
|
0
|
0
|
18,8
|
68,6
|
143,8
|
193,4
|
109,4
|
23,6
|
0
|
0
|
BB (mm) = [ETM (mm) -Pe (mm)]/Eg
.(11)
V' Détermination des Besoins Bruts BB
(mm)
Avec Eg'= efficience globale du système d'irrigation
V' Détermination des Besoins Nets
Le besoin net est la quantité d'eau nette ou réelle
utilisé par la culture. Il est donné par l'expression suivant
:
BN (mm) = [ETP (mm) -Pe (mm)]
.(12)
V' Détermination de la dose brute Db
(mm)
C'est le produit du Besoin Brut journalier et du tour d'eau
|
Db (mm)=Besoin Brut journalier (mm/j) *Tour d'eau(j)
|
|
.(13)
|
|
V' Le Débit fictif continu de pointe
(DFC)
Il est calculé en prenant les besoins bruts en litres par
hectare (l/ha) du mois de pointe divisé par la durée du mois
exprimée en seconde.
17
(14)
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
|
DFC (l/s/ha) = 1000*BB (m3/ha) / (nombre de jours du mois de
pointe x24x 3600) Dbit déqupemet ou
ébt maxum de ponte (DM)
|
Le débit d'équipement (DMP) prend en compte le
nombre de jours d'irrigation (nj) dans la semaine et le temps journalier
d'irrigation. Dans notre cas, l'irrigation se pratiquera 28 jours sur les
30jours
|
DMP (l/s/ha) = DFC (l/s/ha) *(24/16) *(Nj/nj)
|
........................(15)
|
Tj = Nombre d'heures d'irrigation dans la journée (en
heures) ; Nj = Nombre total de jours dans le mois
nj = Nombre total de jours d'irrigation dans le mois ;
Les calculs de ses différents paramètres ont
été faites sur une feuille Excel et sont consignés dans le
tableau (voir annexe 1)
3.2.4. Coût de l'aménagement et
rentabilité du périmètre
Le coût de l'aménagement sera fait à partir
du métré de toutes les activités à mener et les
coûts unitaires des différentes désignations.
L'évaluation de la rentabilité du
périmètre consistera à l'analyse de compte d'exploitation
et l'estimation de la durée de retour sur investissement.
3.2.5. Notice d'impact environnemental
Selon N°09_318/PRM du 26 Juin 2009, portant sur le code de
l'environnement au Mali : des Aménagement Hydro Agricole (AHA)
inférieur à dix hectares (10ha) en zone sahélienne sont
assujettis à une notice d'impact sur l'environnement. Il consistera
à recenser un premier temps les impacts négatifs du projet sur
l'environnement et secundo, proposer des mesures d'atténuation. Enfin
nous proposerons des mesures d'accompagnement à l'endroit des
bénéficiaire
18
Etude d'aménagement d'un périmètre
de trois hectares en système gravitaire à Tienfala
| 
