Matière : Hydrologie des Bassins Versants

Objectifs de l’enseignement

Ce module vise à poser les bases des connaissances de l’hydrologie de l’ingénieur. En particulier l’hydrologie des bassins versant, l’étude des précipitations, des débits et de leurs mesures et estimations.

Connaissances préalables recommandées 

 Une bonne maîtrise des sciences de base est indispensables en particulier les mathématiques et les statistiques.

Contenu de la matière :

CHAPITRE 1. GENERALITE

1.1 Définitions

1.2 Sciences utilisées

1.3 Domaines d'applications

1.4 Les méthodes de travail en hydrologie des bassins versants

CHAPITRE 2. LE BASSIN VERSANT

2.1 Notion de bassin versant

2.2 Caractéristiques de forme

2.3 Caractéristiques du relief

2.4 Caractéristiques du réseau hydrographiques

2.5 Autres caractéristiques du bassin versant

CHAPITRE 3. ÉTUDE DE PLUIES

3.1 Mesures des précipitations

3.2 Traitement de données pluviométriques

3.3 La pluie dans le temps

3.4 La pluie dans l’espace

CHAPITRE 4. STATIONS DE JAUGEAGES

4.1 Introduction 4.2 Hydrométrie

Matière : Les Fondements de l’Irrigation

Objectifs de l’enseignement

Les fondements de l’irrigation est pour but de permettre aux étudiants de mieux connaitre l’environnement de la plante qui influx directement sa demande en eau et la détermination des besoins des plante en eau d’irrigation.

Connaissances préalables recommandées

Connaissances de base concernant le continuum sol-plante-atmosphère.

Contenu de la Matière

CHAPITRE 1. CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES

1.1. Pourquoi irrigue-t-on?

1.2. Généralités sur l’eau d’irrigation

1.2.1. Origines de l’eau irrigation

1.2.1.1. Eau de surface

1.2.1.2. L’eau souterraine

1.2.1.3. Le cycle naturel de l’eau

1.2.1.4. Autres

1.2.2. Qualité de l’eau d’irrigation

1.2.2.1. Qualité physique

1.2.2.2. Qualité chimique

1.2.2.3. Qualité biologique

1.2.3. Rôle de l’eau dans la plante

1.2.3.1. Rôle de régulateur thermique

1.2.3.2. Rôle de maintien du port de la plante

1.2.4. Rôle de l’eau dans l’environnement de la plante

1.2.4.1. Rôle de solvant

1.2.4.2. Rôle de véhicule

1.2.5. Devenir de l’eau consommée par la plante

1.2.5.1. L’eau de constitution

1.2.5.2. L’eau de végétation ou de transpiration

1.2.5.3. Rôle de l’eau dans la physiologie de la plante (le cycle de la

photosynthèse)

1.2.5.4. L’eau et la production végétale

1.2.6. L’eau facteur de développement de l’agriculture

1.2.6.1. L’intensification agricole

1.2.6.2. Calendrier de production

1.2.6.3. Mise en valeur des terres marginales

CHAPITRE 2. INTRODUCTION A L’ÉVAPOTRANSPIRATION (ET)

2.1. Introduction

2.2. Processus de l’évapotranspiration

2.2.1. Évaporation

2.2.2. Transpiration

2.2.3. Évapotranspiration

2.2.4. Les unités de mesures

2.3. Concepts de l’évapotranspiration

2.3.1. L’évapotranspiration de Référence ET0

2.3.2. L’évapotranspiration de la culture dans les conditions standards (ETC)

2.3.3. L’évapotranspiration de la culture hors les conditions standards (ETCadj)

2.4. Méthodes de détermination de L’évapotranspiration

2.4.1. Mesure de l’évapotranspiration (Lysimètres et autres)

2.4.2. L’évapotranspiration estimée à partir des données météorologiques

CHAPITRE 3. ESTIMATION DE L’ÉVAPOTRANSPIRATION DE RÉFÉRENCE ET0

3.1. La formule de Penman-Monteith dite FAO-56

3.1.1. La formule proprement dite

3.1.2. Les données nécessaires

3.2. Procédures de détermination d’ET0 à différents pas de temps

3.3. Procédures de détermination d’ET0par la méthode du bac

3.4. Autres formules de détermination d’ET0

3.4.1. Formule de Makkink

3.4.2. Formule dite de Radiation (FAO24)

3.4.3. Formule de Priestly-Taylor

3.4.4. Formule de Hargreaves et Samani

3.4.5. Formule de Jensen et Haise

3.4.6. Formule de Penman originale

CHAPITRE 4. ESTIMATION DE L’ÉVAPOTRANSPIRATION DES CULTURES ETC

4.1. Une introduction à l’évapotranspiration des cultures ETC

4.2. Procédures de calcul d’ETC

4.3. Analyses des facteurs qui influent sur l’ETC

4.3.1. Le climat

4.3.1.1. Variations dans le temps

4.3.1.2. Variations dans l’espace

4.3.1.3. Variation en fonction de la superficie du périmètre d’irrigation (advection)

4.3.1.4. Variation avec l’altitude

4.3.2. Eau du sol

4.3.2.1. Niveau de l’eau disponible dans le sol

2.3.2.2. Absorption de l’eau du sol

4.3.2.3. Nappe phréatique

4.3.2.4. Salinité

4.3.3. Méthodes d’irrigation

4.3.3.1. Irrigation de surface

4.3.3.2. Irrigation par aspersion

4.3.3.3. Irrigation goutte à goutte

4.3.3.4. Irrigation souterraine

4.3.4. Pratique Culturales

4.3.4.1. Engrais

4.3.4.2. Densité végétale

4.3.4.3. Travail du sol

4.3.4.4. Paillages

4.3.4.5. Brise-vent

4.3.4.6. Anti-Transpirant

4.3.5. Rendement des cultures

4.4. Choix du coefficient cultural Kc

4.4.1. Considérations générales 4.4.2. Valeurs recommandées 4.5. Calcul de l’ETC

CHAPITRE 5. LES BASES TECHNIQUES DE L’IRRIGATION

5.1. Notions de besoins en eau des cultures

5.2. Notion de besoins en eau d’irrigation

5.3. Besoins en eau de lessivage

5.4. Besoins totaux d’irrigation

5.5. Le bilan hydrique

5.6. La dose d’arrosage

5.6.1. Notion de fraction d’eau utilisable par les plantes

5.6.2. La dose de survie

5.6.3. La dose maximale

5.6.4. La dose pratique

5.6.5. La dose réelle

5.6.6. Critères de choix de la dose d’arrosage

5.7. La dose de lessivage

5.7.1. Critères de choix de la dose de lessivage

5.8. Le débit fictif continu

5.9. Le débit caractéristique

5.10. Le débit pratique d’arrosage (le module ou main d’eau)

5.11. La fréquence d’arrosage

5.11.1. Fréquence fixe et dose variable

5.11.2. Fréquence variable et dose fixe

5.11.3. Fréquence mixte

5.11.4. Avantages et inconvénients

5.12. Le tour d’eau ou espacement des arrosages

5.13. Durée de l’arrosage

5.14. L’unité parcellaire d’arrosage

CHAPITRE 6. PILOTAGE D’IRRIGATION

6.1. Contrôle de l’humidité du sol

6.1.1. Méthode gravimétrique

6.1.2. Méthode neutronique

6.1.3. Méthode tensiométrique

6.1.4. Méthode électrique

6.2. Contrôle de la qualité de l’irrigation

6.2.1. L’uniformité d’irrigation

6.2.2. Efficience à la parcelle

6.3. Efficience d’irrigation

6.3.1. Efficience de transport

6.3.2. Efficience à la parcelle

6.3.3. L’efficience du réseau

CHAPITRE 7. LES PROJETS D’IRRIGATION

7.1. Quelques définitions des surfaces mises en valeur dans un projet

7.1.1. Surface totale

7.1.2. Surface dominée

7.1.3. Surface agricole utile (SAU)

7.1.4. Superficie équipée

7.1.5. Superficie irriguée

7.2. Données de base pour l’étude d’un projet d’irrigation

7.2.1. Données climatiques

7.2.1.1. La température

7.2.1.2. La pluviométrie

7.2.1.3. L’humidité de l’air

7.2.1.4. Le bilan radiatif

7.2.1.5. Le vent

7.2.1.6. Les accidents climatiques

7.2.2. Données pédologiques

7.2.2.1. La texture

7.2.2.2. La structure

7.2.2.3. La densité apparente

7.2.2.4. La porosité

7.2.2.5. La perméabilité

7.2.2.6. Les points caractéristiques de rétention en eau du sol

7.2.2.7. La pente du terrain

7.2.2.8. La carte d’occupation actuelle du sol

7.2.2.9. La carte d’occupation future du sol (aptitudes culturales)

7.2.3. Les ressource en eau

7.2.3.1. Les eaux de surface (étude hydrologique)

7.2.3.2. Les eaux souterraines (étude hydro - géologique)

7.2.3.3. Qualité de l’eau d’irrigation

7.2.3.4. Le statut juridique de l’eau d’irrigation

7.2.4. Données agronomiques

7.2.4.1. Vocation du sol

7.2.4.2. Occupation actuelle du sol

7.2.4.3. Occupation future du sol

7.2.5. Données sociologiques

7.2.6. Étude économique du projet

7.3. Étude du projet: réseau individuel

7.3.1. Détermination des besoins en eau d’irrigation

7.3.1.1. Données relatives à l’évapotranspiration de référence (ET0)

7.3.1.2. Le coefficient cultural (kc)

7.3.1.3. L’évapotranspiration maximale (ETm)

7.3.1.4. Les précipitations efficaces ou pluies utiles (Pu)

7.3.1.5. Le déficit pluviométrique (Dp)

7.3.1.6. La dose maximale d’irrigation (Dm)

7.3.1.7. La dose pratique d’irrigation (Dp)

7.3.1.8. La dose réelle d’irrigation (Dr)

7.3.1.6. La percolation profonde (Pp)

7.3.1.7. Le déficit agricole (Da)

7.3.1.8. Le débit fictif continu (Qfc)

7.3.1.9. Le débit caractéristique (Dc)

7.3.1.10. Efficience de transport (Et)

7.3.1.11. Efficience à la parcelle (Ep)

7.3.1.12. Efficience du temps d’arrosage (Ea)

7.3.1.13. Efficience d’utilisation du réseau (EuR)

7.3.1.14. Le débit fictif continu corrigé (DfcC)

7.3.1.15. Le débit caractéristique corrigé (DcC)

7.3.1.16. Le débit de dérivation (Dd)

7.3.1.17. Le débit d’équipement (De)

7.3.1.18. Le tour d’eau (Te)

7.3.1.19. La fréquence d’arrosage (Fa)

7.3.1.20. La durée du poste d’arrosage: cas de l’aspersion classique (DpA)

7.3.1.21. Le nombre de postes d’arrosage par jour (NpA)

7.3.1.22. Le débit de l’arroseur (Ds)

7.3.1.23. La pluviométrie maximale admissible de l’arroseur (PmA)

7.3.1.24. La surface irriguée par jour (SiJ)

7.3.1.25. Le nombre total d’arroseurs (NtS)

7.3.1.26. Le nombre total de rampes d’arrosage (NtR)

7.3.1.27. Le nombre total de bouches hydrantes (NtH)

CHAPITRE 8. CALCUL DES BESOINS EN EAU ET PLANNING DES IRRIGATIONS PAR

LE LOGICIEL CROPWAT-FAO

8.1. Présentation du logiciel CROPWAT-FAO

8.2. Données Météorologique

8.3. La pluie et pluie efficace

8.4. Données relatives au sol

8.5. Données relatives à la plante

8.6. Exemple d’application

CHAPITRE 9. LE RÉSEAU COLLECTIF DE DISTRIBUTION SOUS PRESSION

9.1. Les conditions de la desserte par le réseau collectif

9.1.1. Généralités

9.1.2. Les conditions hydrauliques de la desserte

9.1.3. Les conditions d’accès à la prise d’irrigation

9.1.4. Les modalités d’utilisation de la prise

9.2. Tracé du réseau

9.2.1. Recherche d’un tracé optimum

9.2.2. Critique et mise en œuvre de la méthode

9.2.3. Exemple de tracé

9.3. Calcul des débits à transiter par le réseau collectif

9.3.1. Généralités

9.3.2. La première formule de la demande

9.3.3. Exemple de calcul de débits

9.4. Optimisation des diamètres des canalisations du réseau collectif

9.4.1. Position du problème

9.4.2. Courbe caractéristiques de chaque tronçon

9.4.3. Optimisation d’un réseau

9.4.4. Généralisation à un réseau ramifié

9.4.5. Exemple de calcul

9.5. Compléments relatifs aux réseaux d’irrigation à la demande

9.5.1. Lois de probabilité des débits de pointe

9.5.2. Caractéristiques réseaux indicées

9.5.3. Comportements des irrigants et simulation d’un réseau d’irrigation

9.5.4. Conclusion

TRAVAUX DIRIGES : (20 heures)

Série d’exercice sur les différents chapitres TRAVAUX PRATIQUES (10 heures)

Mode d’évaluation

Contrôle continu, examen, etc... (La pondération est laissée à l’appréciation de l’équipe de formation)

Matière : Hydraulique Générale

Objectifs de l’enseignement

Calcul des phénomènes présents en hydraulique, appliquée au génie rurale et aux sciences agronomique en particulier les Aménagements Hydro-Agricole et les grands périmètres d’irrigation, avec une série d’application permettant d’illustrer les concepts présentés.

Connaissances préalables recommandées

Une bonne maîtrise des sciences de base est indispensables en particulier les mathématiques et les physiques.

Contenu de la matière

CHAPITRE 1. CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES

1.1. Objet de l'hydraulique

1.2. Systèmes d'unités des grandeurs physiques

1.3. Caractéristiques physiques et propriétés des liquides

1.4. Forces agissant sur les liquides.

1.4. Pression dans les liquides et ses propriétés

1.5. Divers Applications

CHAPITRE 2. HYDROSTATIQUE

2.1. Propriétés de la pression hydrostatique

2.2. Équation fondamentale de l'hydrostatique

2.3. Surfaces équipotentielles

2.4. Pression absolue et pression manométrique. Hauteur piézométrique. Vide

2.5. Interprétation géométrique et physique de l'équation fondamentale de

l’hydrostatique

2.6. Mesure et appareils de mesure de la pression hydrostatique

2.7. Représentation graphique de la pression

2.8. Principe des vases communicants

2.9. Principe de Pascal. Presse hydraulique

2.10. Divers Applications

CHAPITRE 3. FORCE DE PRESSION D'UN LIQUIDE SUR UNE SURFACE PLAINE

3.1. Force de pression hydrostatique

3.2. Force de pression hydrostatique sur une surface plane horizontale

3.3. Force de pression hydrostatique sur une surface plane

3.3.1. Formulation mathématique du problème

3.3.2. Position du point d’application de la force de pression

3.3.3. Cas des surfaces immergées verticales

3.3.4. Cas des surfaces partiellement immergées

3.4. Divers Applications

Établissement : Université 20 Août 1955 Skikda Intitulé du master : AMENAGEMENT HYDRO AGRICOLE Page 22 Année universitaire : 2016/ 2017

CHAPITRE 4. FORCE DE PRESSION D'UN LIQUIDE SUR UNE SURFACE COURBE 4.1. Force de pression sur une surface courbe

4.2. Position du point d’application de la force de pression

4.3. Divers Applications

CHAPITRE 5. POUSSÉE DE FLOTTATION & PRINCIPE D’ARCHIMÈDE

5.1. Principe d'Archimède

5.2. Équilibre des corps flottants

5.3. Équilibre des corps immergés

5.4. Divers Applications

CHAPITRE 6. CINÉMATIQUE

6.1. Définitions

6.2. Systèmes de références

6.2.1. Méthodes de LaGrange

6.2.2. Méthodes d’Euler

6.3. Lignes de courant, Surface et Tube de Courant

6.4. Équation de continuité

6.5. Caractéristiques hydrauliques du courant.

6.6. Débit et vitesse moyenne

6.7. Classification des écoulements

6.8. Divers Applications

CHAPITRE 7. HYDRODYNAMIQUE

7.1. Définitions

7.2. Hydrodynamique du fluide parfait

7.2.1. Équation de Bernoulli pour un filet parfait (non visqueux)

7.2.2. Remarques sur l’équation de Bernoulli pour un filet parfait

7.2.3. Représentation graphique de l’équation de Bernoulli pour un filet parfait

7.3. Hydrodynamique du fluide réel (visqueux)

7.3.1. Équation de Bernoulli pour un filet réel (visqueux)

7.3.2. Remarques sur l’équation de Bernoulli pour un filet réel

7.3.3. Représentation graphique de l’équation de Bernoulli pour un filet réel

7.4. Mode d’application de l’équation de Bernoulli

7.5. Application de l’équation de Bernoulli à la mesure de débit

7.5.1. Tube de venturi

7.5.2. Tube de Pitot

7.6. Divers Applications

CHAPITRE 8. Les régimes d’écoulement

8.1. Généralités

8.2. Expérience de Reynolds

8.3. Nombre de Reynolds

8.4. Régime laminaire. Régime turbulent

8.5. Répartition des vitesses en écoulement laminaire

8.6. Répartition des vitesses en écoulement turbulent

8.7. Interprétation physique du nombre de Reynolds

8.8. Divers Applications

CHAPITRE 9. PERTES DE CHARGES DANS LES CONDUITES 9.1. Généralités & Notions de base