LA REGULATION DE PRESSION EN ARROSAGE

La régulation de pression en arrosage permet de maintenir une pression d’utilisation (pour les arroseurs, les systèmes goutte-à-goutte ou autres) quasi constante. Une pression constante à tous les diffuseurs assure de garantir un résultat constant et homogène de l’installation. En effet une pression constante permet d’obtenir débit et portée constants

Intérêt de la régulation de pression en arrosage

La régulation de pression en arrosage permet de maintenir une pression d’utilisation (pour les arroseurs, les systèmes goutte-à-goutte ou autres) quasi constante. Une pression constante à tous les diffuseurs assure de garantir un résultat constant et homogène de l’installation. En effet une pression constante permet d’obtenir débit et portée constants.  L’installation d’irrigation sera alors plus efficace et la consommation d’eau maitrisée au plus juste des besoins des plantes. En effet dès que l’on observe des différences de pression et de débit à l’utilisation on a l’obligation d’augmenter les durées d’arrosage donc la consommation d’eau pour permettre aux endroits les plus défavorisés d’obtenir la dose d’eau minimum nécessaire. Il suffit d’une modeste variation de pression pour engendrer une variation de débit significative. En effet 10 % de variation de pression implique 5 % de variation de débit ce qui est déjà conséquent. Cette limite de 5 % de variation de débit maximum entre les diffuseurs sur une même installation est considéré comme une « bonne règle de l’art » dans nos études d’irrigation et l’on doit la respecter autant que possible. La limite supérieure maximum admissible sera de 20 % de variation de pression soit 10 % de variation de débit.

 

Causes principales des variations de pression

Les variations de pression observées sur les instal­lations d’arrosage peuvent avoir des causes très différentes. Les principales sont les suivantes :

• les différences d’élévation ou la pente de la parcelle. Ces facteurs géométriques influent directement sur la pression de service. 1 m de dénivelée provoque 100 gr ou 0,1 bars de différence de pression.

• Les pertes de charge dans les canalisations. Le frottement de l’eau à l’intérieur des tuyaux provoque une chute de pression qui est d’autant plus importante que le débit est fort et que la longueur de canalisation est longue. Les différents abaques fournis par les fabricants permettent de calculer ces pertes de charge (chutes de pression).

• Les différences liées à la fourniture en eau. En effet si on est sur un réseau public, la pression peut varier dans le courant de la journée en fonction du nombre d’utilisateurs instantanés, ou de la hauteur du niveau de l’eau dans le château d’eau. À contrario sur une installation de pompage, les pressions peuvent également varier en fonction de la profondeur de l’eau dans le forage ou dans le bassin, la « salissure » du filtre…

Pour toutes les raisons ci-dessus et dans un souci d’optimiser notre résultat, une régulation de pression semble indispensable dans les installations modernes et performantes.

Différents systèmes de régulation de pression

La régulation en tête de réseau. Dans cette application, on choisit de réguler la pression dès le départ de l’installation (borne de réseau collectif, arrivée d’eau privée, sortie de station de pompage…). Avan­tage : un seul point de régulation sera nécessaire ce qui minimise les coûts et facilite les opéra­tions de vérification ou d’entre­tien. Inconvénients : l’installa­tion devra être parfaitement calibrée pour éviter les pertes de charge excessives en outre, le terrain devra être plat ; en effet toute dénivelée aggraverait la différence de pression.

La régulation en sortie d’électrovanne. Avantage : la zone irriguée par chaque électro­vanne étant relati­vement ré­duite l’efficacité sera meilleure et plus proche de l’utilisation. Dans ce cas on a le choix entre deux solutions techniques : soit le régulateur embarqué sur l’électrovanne qui permet un encombrement réduit, soit le régulateur en série avec l’élec­trovanne qui offre une plus grande précision.

La régulation à chaque diffuseur. Cette solution, la meilleure techni­quement garantit une pression iden­tique à tous les diffuseurs, quelles que soient les différences de pression sur le réseau. On obtiendra ainsi le meilleur résultat possible en ayant une parfaite égalité pour chaque zone : pression, débit et portée identiques partout. En revanche cette solution sera plus onéreuse et nécessitera un entretien plus suivi.

Tuyère avec régulateur de pression incorporé au tube d’amenée d’eau et pression régulé à 2,8 bars (idéal pour l’arrosage avec MP Rotator) .

Avantages économiques de l’utili­sation de ces tuyères « régulées » pour un jardin de 24 x 6 m c’est-à-dire 4 mini arroseurs MP2000 en ¼ cercle et 6 MP2000 en ½ cercle.

Débit total à 2,8 bars = 4 x 0,1 + 6 x 0,2 = 1,6 m3/h

Soit pour ½ heure d’arrosage par nuit et 120 nuits par saison, un volume total consommé de l’ordre de 96 m3.

Si pas de régulation de pression sur cette même installation, la pression variera de 3,6 à 3 bars par exemple. Pression moyenne 3,3 bars.

Débit total à 3,3 bars = 4 x 0,11 + 6 x 0,21 = 1,7 m3/h

Soit pour ½ heure d’arrosage par nuit et 120 nuits par saison, un volume total consommé de l’ordre de 102 m3/h.

Consommation supplémentaire = 6 m3 ce qui représente plus de 6 % de la consommation totale et un coût additionnel (au prix de 4 euros le m3 d’eau de ville) de l’ordre de 24 euros par an et ceci pour un petit jardin de 144 m² !

Mini arroseurs avec régu­lateurs en ligne utilisés en arrosage agricole tête en bas sur pivot ou machine d’irrigation type rampe frontale.

Avantages économiques de l’utilisation de régulateurs de pression sur une installation agricole de lutte antigel. Surface 4 ha, 50 arroseurs par ha, dénivelée et perte de charge = 1 bar.

Débit d’un arroseur à 3 bars = 1096 l/h et à 4 bars= 1256 l/h.

Nombre total d’arroseurs = 200.

Soit débit consommé si régulation de pression = 219 m3/h et 235 m3/h en l’absence de régulateurs (pour une pression moyenne de 3,5 bars)

Ceci permet une économie de 19 m3 par heure soit 190 m3 pour une nuit de 10 heures. Les campagnes antigel pouvant durer 10 nuits cela permettra une économie totale sur cette parcelle de 4 ha de l’ordre de 1 900 m3 par saison. Volume d’eau très conséquent qui permet au prix agricole de 0,3 euros par m3 un gain de l’ordre de 570 euros et un amortissement du cout additionnel des régulateurs sur 5/6 ans. Sans prendre en compte la meilleure régularité de la pluviométrie avec une pression régulée !

Précautions d’utilisation des régulateurs de pression 

Pour être opérationnel et délivrer la pression de consigne nécessaire, un régulateur doit disposer de plusieurs éléments.

En particulier la pression amont qui doit être supérieure à la pression de consigne de l’ordre de 0,5 à 1 bar (conditions et exigences à vérifier avec chaque fabricant). En effet le régulateur ne peut pas créer de pression, il peut simplement garantir une pression d’utilisation à condition d’avoir une « marge de manœuvre » ou pression de réserve.

Par ailleurs pour fonctionner correctement et de façon durable la qualité et filtration de l’eau doivent être suffisantes. Une qualité d’eau médiocre pourrait handicaper le bon fonctionnement du régulateur.

Enfin comme tout organe hydraulique le régulateur de pression possède une limite maximale d’utilisation. En général PN10 (soit 10 bars maxi) à vérifier avec chaque fabricant selon installation et contraintes du site.