Agronomie 23 (2003) 37-44
DOI: 10.1051/agro:2002067

Simulation hydraulique d'une rampe de micro-irrigation par la méthode dite " des volumes de contrôle "

Lakhdar Zella^a, Ahmed Kettab^b and Gérard Chassériaux<sup>c

a</sup>  Université de Blida, ANDRU, Algérie
^b  École nationale polytechnique, Alger, Algérie
^c  Institut National d'Horticulture, UMR SAGAH, Angers, France

(Reçu le 12 décembre 2000 ; révisé le 10 janvier 2002 ; accepté le 4 mars 2002)

Abstract
Hydraulic simulation of micro-irrigation lateral using control volume method. The optimization of the uniformity of water distribution by emitters determines the efficiency factor of the micro-irrigation network. Model simulation enables the research of the characteristics of a micro-irrigation network in order to optimise the water distribution uniformity at a reasonable investment cost. The variation of flow among emitters along the lateral is due to the variation of the pressure. The proposed method consists in delimiting a elementary volume of the lateral equipped with an emitter, called "control volume", on which the conservation equations of the fluid mechanics are applied. The mass and energy balance lead to two coupled non linear algebric equations solved by using a simple numerical technique called "control volume technique" (CVM), which consists to determine retroactively along the lateral the parameters of every volumes. This method enables to display the pressure and flow distribution along the lateral. The obtained results are compared with those given by other resolution methods based on sophisticated and heavy to use calculation techniques. The proposed method has been satisfactorily tested in some for designing micro-irrigation lateral. It can be generalised to the calculation of a micro-irrigation network, and has the interest to be relatively easy to use, quite fast and to give accurate enough results.

Résumé
L'uniformité de distribution d'eau par les distributeurs est un facteur déterminant de la qualité du réseau de micro-irrigation. La simulation numérique permet de rechercher les caractéristiques d'une rampe de micro-irrigation afin d'optimiser cette uniformité tout en tenant compte du coût d'investissement. La variation de débit entre distributeurs le long de la rampe est due à la variation de la charge. La méthode proposée consiste à délimiter un volume élémentaire de la rampe muni d'un distributeur, dit " volume de contrôle ", pour lequel sont appliquées les équations de conservation de la mécanique des fluides. Le bilan énergétique et massique aboutit à deux équations algébriques, non linéaires, couplées, résolues grâce à une technique numérique simple, en l'occurrence : " la méthode des volumes de contrôle " (CVM), qui consiste à déterminer de façon rétroactive le long de la rampe les paramètres de chacun des volumes. Cette méthode permet de représenter les distributions de pression et de débit le long de la rampe. Les résultats obtenus seront comparés à ceux issus d'autres méthodes de résolution utilisant des techniques de calcul très élaborées et difficiles à manipuler. La méthode a été testée de manière satisfaisante à quelques cas de dimensionnement de rampe de micro-irrigation. Elle peut être généralisée au calcul d'un réseau de micro-irrigation, et présente l'intérêt d'être relativement facile d'utilisation, précise dans ses résultats et d'une exécution rapide.

Key words: micro-irrigation / design / control volume / model / uniformity

Mots clés : micro-irrigation / dimensionnement / volume de contrôle / modèle / uniformité

Correspondence and reprints: Lakhdar Zella e-mail : lakhdarz@yahoo.fr

Communicated by Gérard Guyot (Dijon, France)

© INRA, EDP Sciences 2003