CHAPITRE IV : BILAN DU VOLUME
La détermination de la quantité d'eau
infiltrée dans un sol est l'obstacle le plus important dans le suivi
d'un projet en irrigation de surface.
Le principal problème des chercheurs en
irrigation de surface est l'évolution du comportement de l'infiltration.
Pour cela, un modèle est proposé pour l'évolution du
comportement de l'infiltration, ce modèle est régit par le
principe de la conservation de la masse.
La relation du bilan de volume est utilisé dans le
but de :
- L'estimation de la vitesse si les
caractéristiques d'infiltration du sol sont connues.
- L'estimation des caractéristiques
d'infiltration si le temps d'avancement est connu.
4.1 : Relation du bilan de volume
Les modèles du bilan du volume sont
fondés sur l'équation de continuité et quelques
hypothèses. Le plus connu de ces modèles est celui de LEWIS et
MILNE (1938).
Dans ce modèle, l'écoulement de surface
est supposé de type piston (le tirant d'eau est considéré
constant dans l'espace et dans le temps), et l'écoulement souterrain est
souvent décrite par une équation empirique à 2 ou 3
paramètres de types KOSTIAKOV (1932), PHILIPP (1957).
Leur première équation décrite
pour le cas de l'irrigation par planche est donnée par la formule
:
k
(41)
Q tx y x Z t t ds x = x + ? (
K _ S ) x
0
Avec : Q = débit de longueur de la planche
;
tx = temps d'avancement à la distance x
;
y = hauteur moyenne de la nappe en surface ;
x = distance d'avancement (L);
Z(tk - ts) = hauteur infiltrée (L) au
point (s) et pendant le temps (tk - ts).
Cette relation montre que durant la phase
d'avancement, la somme des volumes infiltrés de la nappe en surface est
égale à la somme des volumes entrés.
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4.2 : Les composantes du bilan de volume
4.2.1 : L'infiltration
L'infiltration de l'eau dans le sol se définit
comme étant le processus d'entrée de l'eau dans le sol à
travers une surface déterminée. Dans l'application de la
technique du bilan du volume, le comportement de l'infiltration de l'eau dans
le sol reste inconnu. Vu sa variabilité dans l'espace et dans le temps,
l'infiltration demeure difficile à quantifier. Plusieurs se sont
penchés sur la question et ont fournis différentes techniques du
bilan de volume qui sont des approches permettant une intégration de la
masse de l'infiltration.
L'équation la plus utilisée est celle de
KOSTIAKOV :
I=a×t b
(42)
Avec : I = infiltration cumulé, en mm
;
t = durée de séjour de l'eau à la
surface du sol, en mm ; a, b = constantes d'ajustement.
4.2.2 : L'avancement
La durée d'avancement est le temps tx que met
la nappe d'eau pour atteindre la distance x de la raie.
L'avancement de l'eau à la surface du sol
dépend de plusieurs facteurs :
1- Facteurs variables le débit d'apport ;
l'humidité initiale.
2- Facteurs fixes la pente de la raie ; la
rugosité de la surface (coefficient de MANNING « n »)
;
la texture du sol.
Recherche de loi d'avancement
A- Forme puissance (parabole) L'équation
s'écrit sous la forme :
Tx = P × X
(43)
r
P et r sont des constantes. LogTx =
LogP+ r× LogX
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Trois méthodes d'ajustements ont été
introduites par BERTHOME « 1985 ».
· Méthode des deux points.
· Méthode de régression
log-linéaire.
· Méthode du minimum des
écarts.
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