Irrigation
Le bon choix de l’équipement de pompage
Suite au changement des conditions climatiques et aux encouragements des pouvoirs publics, l’irrigation prend de plus en plus d’importance dans le milieu agricole. Cependant le choix de l’équipement à utiliser pour arroser ses cultures se pose au producteur, essentiellement en ce qui concerne l’équipement de pompage. Le recours aux professionnels sérieux est inévitable si on veut éviter nombre de déconvenues.
En effet, certains agriculteurs qui recourent au pompage ne sont pas toujours en mesure de juger si leur matériel fonctionne conformément aux conditions prescrites par les fabricants ou même si l’acquisition a pris en considération les besoins spécifiques. Le constat sur le terrain révèle que l’agriculteur est souvent confronté aux difficultés de choix de son équipement. Ainsi il n’est pas rare de le voir s’équiper à l’image de ses voisins sans se préoccuper de ses propres besoins. Par méconnaissance, il peut même être victime de certains revendeurs qui, faute de compétences nécessaires pour lui offrir la solution optimale à son projet, cherchent délibérément à le suréquiper pour se libérer de toutes inconvenances techniques. Ils se soucient plus de faire marcher son système que des conséquences qui vont se répercuter sur les charges fixes et variables.
Il est par ailleurs fortement conseillé d’exiger et de conserver les notices d’emploi des pompes pour les consulter chaque fois que c’est nécessaire : renseignements sur les performances de la pompe, commande des pièces de rechange, couplage du moteur à la pompe, etc. De plus, les caractéristiques du système de pompage sont souvent mal identifiées. Une enquête effectuée dans les périmètres irrigués du Gharb et du Tadla, a révélé que des exploitants confondaient parfois le débit de la pompe avec le nombre de pouces indiqué par le fabricant. Il faut souligner que pour un groupe immergé, il y’ a lieu de distinguer entre le diamètre d’encombrement maximum de l’électropompe (couvre câble compris) et le diamètre de l’orifice de refoulement. Les deux sont exprimés en pouces. Selon les constructeurs, pour un diamètre hors tout et un nombre donné d’étages (cellules), le débit de la pompe devient fonction du diamètre de l’orifice de sortie ou, dans certains cas, de la hauteur du groupe (pompe+moteur) et de la charge imposée par le réseau.
Comment choisir son équipement de pompage ?
Ce choix doit tenir compte des conditions d’utilisation. Une étude du projet d’irrigation est indispensable pour déterminer le débit et la pression nécessaires au bon fonctionnement du réseau d’irrigation. Un mauvais choix peut entrainer plusieurs conséquences :
– le risque d’un débit inférieur aux besoins ou alors trop important. Dans ce cas, dépense inutile pour une motopompe surdimensionnée.
– un mauvais rendement (voir plus loin), aboutissant à une surconsommation de carburant ou d’électricité par rapport à la quantité d’eau pompée.
– une usure prématurée des moteurs (charge excessive sur les roulements et usure rapide de la garniture mécanique) entrainant une perte économique
– des turbulences pouvant créer des dommages de cavitation, capables de détruire en très peu de temps le corps de pompe et la roue.
Pour effectuer le bon choix, il faut tout d’abord disposer des éléments suivants :
- Le débit maximum de pointe nécessaire
- La hauteur géométrique maximum de pompage : différence entre le niveau de l’eau le plus bas et le niveau du bac où arrive le tuyau.
- La longueur et le diamètre des tuyaux d’aspiration et de refoulement (car ils déterminent la « perte de charge » en cours de pompage). C’est-à-dire la pression supplémentaire que la pompe doit vaincre pour pousser l’eau dans les tuyaux. Elle est plus importante pour de petits que pour de grands diamètres et augmente avec la longueur de la tuyauterie.
- S’il y a une variation du niveau de l’eau (cas des rivières en général, souvent aussi des puits et forages dont le niveau baisse en cours de pompage), il faut connaître également le niveau le plus haut, et donc la hauteur géométrique minimum de pompage.
En fonction de ces éléments, il faut consulter les courbes données par les constructeurs et sélectionner la pompe qui aura des rendements satisfaisants dans les conditions prévues. Il faut se préoccuper également du moteur qui devra fournir une puissance légèrement supérieure à la puissance absorbée par la pompe (25% est une marge satisfaisante). L’idéal est de vérifier le point réel de la pompe au cours des opérations de pompage (en ayant recours à un débitmètre et/ou à un manomètre) afin de réaliser les ajustements nécessaires pour assurer des conditions optimales de travail et une longue durée de service.
Rendement des pompes
Il se définit comme le rapport entre l’énergie hydraulique fournie et l’énergie mécanique absorbée par la pompe. Selon les professionnels, il est important de choisir une pompe dont le rendement sera optimum à la hauteur manométrique (Hmt) et à la vitesse de rotations prévues.
Autre erreur courante, l’interprétation des informations rapportées par les fabricants sur la plaque signalétique collée à la carcasse de la pompe. Contrairement à ce que pensent très souvent les utilisateurs, le couple débit-pression indiqué sur cette plaque ne représente le fonctionnement réel de la pompe que sous la condition de son utilisation au rendement maximum.
En période d’utilisation, l’agriculteur se soucie davantage de la continuité du fonctionnement de son système, que de sa qualité. Sans oublier la révision incessante à la hausse des prix du carburant et de l’électricité, d’autres éléments sont également responsables de l’augmentation inutile de la facture énergétique dans les exploitations. Toutes les démarches de maîtrise de consommation d’eau et d’énergie, devront donc être associées à une argumentation économique adaptée aux contraintes de l’exploitant.
Le rendement énergétique des pompes, estimé à partir de leurs puissances nominales, peut varier de 30 à 70%. Pour la gamme de puissance considérée, le rendement de la pompe devrait être supérieur à 50%. Or, dans la moitié des cas, le rendement des groupes de pompage est inférieur à ce seuil, ce qui implique des surcoûts importants.
Exemple
Une pompe prévue pour fonctionner d’une manière optimale à une Hmt de 40m avec un rendement de 80% ne fonctionnera que médiocrement à 10 m de hauteur et le rendement va chuter à 60 %. Cela signifie que pour une même puissance absorbée, elle fournira un débit inférieur de 25% à celui donné par une pompe mieux adaptée, dont le rendement sera optimum à 10 m Hmt. Le coût de 1m d’eau pompée sera d’un tiers plus élevé.
Pour choisir correctement la pompe, il faut connaître la courbe caractéristique du constructeur, qui donne le débit obtenu en fonction de la Hmt, pour différentes vitesses de rotation, ainsi que les rendements de pompage et les puissances absorbées aux différents régimes.
Par ailleurs, le coût de consommation d’électricité (hors abonnement) pour l’irrigation de 10 ha d’agrumes à raison de 6000 m3/ha et à une pression de 4 bars varie entre :
– 1000 dh/ha, pour un rendement de 65 %,
– 1630 dh/ha avec un rendement de 40% (soit un surcoût de 630 Dh par ha et par an).
Les raisons de telles dérives sont multiples :
– Les pompes peuvent être inadaptées aux caractéristiques de débit et de pression requis par les systèmes.
– Une pompe initialement prévue pour alimenter un réservoir, peut être utilisée pour un système d’irrigation localisée.
– La vétusté du matériel peut aussi être à l’origine d’une baisse du rendement.
Opter pour un matériel adapté aux circonstances
Beaucoup de producteurs pensent qu’avec une pompe plus puissante, ils pourront améliorer le rendement du puits. Il faut savoir qu’on ne doit pas dépasser la capacité de pompage du puits et la hauteur de levage de l’eau dans le puits. Une pompe plus puissante que nécessaire ne donnera pas plus d’eau que le puits est en mesure d’en fournir. Avant de choisir une pompe, demandez à un entrepreneur qualifié en construction de puits de faire un essai de pompage et de vous conseiller une pompe correspondant à vos besoins. Si vous installez une pompe trop grosse, vous pourriez causer des dommages irréparables à celle-ci ou à votre puits.
Pompage thermique ou électrique ?
Lorsque la station de pompage ne peut être liée au réseau électrique, le choix s’oriente vers l’utilisation de moteur thermique à combustion interne à piston alternatif. Le couplage d’une pompe à un moteur thermique permet de faire varier les hauteurs et les débits selon la demande grâce à une variation de vitesse. Les moteurs diesel, ont un rendement pouvant atteindre 40% et s’adaptent à toutes les situations sauf dans le cas de forages car les débits et pressions qu’ils peuvent fournir sont limités. Par ailleurs, l’encombrement, le poids, le bruit, les coûts de fourniture et la maintenance de ces moteurs sont toujours plus élevés que ceux des moteurs électriques.
Le choix d’un moteur diesel doit se baser sur la puissance, la vitesse de rotation, le nombre de cylindres et les conditions climatiques. En général, la longévité est plus grande pour les moteurs à faibles régimes, mais ils sont volumineux et plus chers. Un fonctionnement en permanence impose d’opter pour une faible vitesse.
En revanche, le pompage électrique s’impose lorsqu’il s’agit de grandes profondeurs. L’alimentation du moteur est assurée à partir du réseau si le site est connecté, sinon à partir d’un groupe électrogène. Le moteur asynchrone est le plus utilisé en surface ou le plus souvent immergé dans l’eau. Le moteur des groupes immergés est composé d’un stator noyé dans un liquide de refroidissement. Il est livré rempli de son liquide de lubrification et ne requiert qu’un contrôle du niveau de remplissage au moment de l’installation.
Les groupes à entraînement électrique ont plusieurs avantages : débit illimité, profondeur très élevée, rendement élevé, silencieux, robuste, charges de fonctionnement réduites, entretien facile, automatisation et régulation faciles. Cependant, leur maintenance est parfois coûteuse et ils sont sensibles aux coupures de courant.
Recommandations
Pour favoriser le bon choix et la bonne utilisation d’un matériel de pompage, il serait utile de mettre en place les conditions suivantes :
– vulgarisation agricole ciblée et encadrement approprié des agriculteurs
– sensibilisation des agriculteurs aux bonnes pratiques de pompage et conduite d’essais de démonstrations pour comparer les consommations et les coûts d’énergie entre les bonnes et les mauvaises pratiques.
– Réalisation d’une étude approfondie sur les équipements de pompage existant à l’échelle nationale en vue de mettre en place des règles et des modalités de gestion, pour une exploitation rationnelle et durable.
