Gestion de l’irrigation à l’échelle de la plaine de la Crau 

Présentation de la zone d’étude

La plaine de la Crau est située dans le département des Bouches du Rhône et correspond à une zone biogéographique bien particulière: c’est une plaine triangulaire de 642 km2 délimitée par les villes de Salon de Provence, Fos sur Mer et Arles. Les limites sont au nord le massif des Alpilles, à l’est l’étang de Berre et à l’ouest le bras du grand Rhône .

Le climat

Le climat de plaine de la Crau est un climat méditerranéen caractérisé par des étés chauds et secs, des hivers froids et doux avec la présence de précipitations irrégulières pouvant être accompagnées de vents très violents. Les pluies peuvent également être très violentes, sous forme d’orage pendant la période estivale mais ne durent pas. En effet, la pluviométrie est très variable, sa moyenne interannuelle varie de 550 à 600 mm vers le Nord. Elle est caractérisée par une forte variabilité temporelle, les hauteurs annuelles varient de 400 à 800 mm suivant les années. On peut observer une période sèche de juin à septembre, une saison humide d’octobre à décembre, une période relativement sèche de janvier à février et une saison relativement humide de mars à avril. Du fait des étés chauds et secs qui caractérisent ce climat, l’évapotranspiration potentielle (ETP) est très élevée pendant 5 à 6 mois de l’année. Un autre facteur climatique important dans cette zone est le vent. Ce vent appelé Mistral souffle en moyenne 110 jours par an à une vitesse moyenne de 60 km/h et souvent à plus de 100 km/h (Mérot, 2007). Ce vent à une incidence sur le type d’irrigation et limite fortement l’utilisation de l’aspersion. La seule irrigation possible en grande culture reste donc l’irrigation gravitaire.

La pédologie

La plaine de la Crau correspond au delta fossile de la Durance mis en place durant les ères tertiaire et quaternaire. Sa formation débute avec la mise en place du golfe durancien lors de la transgression Miocène. La mer Méditerranée recouvre la Crau et les Alpilles puis se retire rapidement à la fin du Miocène. Pendant cette période se sont mis en place des dépôts caractéristiques des zones littorales. Par la suite, l’ingression Pliocène ennoie la basse vallée rhodanienne et pénètre dans la vallée de la Durance par le défilé de St Pierre de Vence. Au début du Villafranchien la Durance s’encaisse dans ce défilé : elle adopte alors un régime d’écoulement de type torrentiel. Les galets arrachés au long de son parcours viennent se déposer sur les contreforts du massif des Alpilles dans une masse de limons. Le cours de la Durance va par la suite se déplacer vers le sud est, entraînant une migration du delta. Des épandages de cailloutis se mettent en place au cours des glaciations du Riss et de Würm. A la fin du Pléistocène, le seuil d’Orgon s’abaisse, permettant à la Durance de rejoindre son cours actuel.

Les associations syndicales des arrosants

La première étape réalisée pour atteindre ces objectifs était de faire une étude bibliographique et faire une synthèse sur les différentes études effectuées dans ce sens afin d’optimiser notre méthodologie (optimisation du temps du travail, limitation de contacts avec les présidents d’associations et autres organismes). Cette première étape de travail a été effectuée en s’appuyant principalement sur le fond documentaire du domaine du merle qui est un centre relié à SupAgro de Montpellier (Centre international d’études supérieures en sciences agronomiques) et qui est fortement impliqué dans les dispositifs expérimentaux sur la thématique de l’irrigation. On cite en particulier une étude sur la quantification des flux d’eau d’irrigation en plaine de la Crau (Saos al., 2005) et une thèse sur l’analyse et la modélisation du fonctionnement biophysique du système prairial irrigué en Crau (Merot, 2007). Cette étude bibliographique a permis, entre autre, de dresser une liste des associations syndicales présentes sur la plaine de la Crau. Cette liste a été ensuite complétée puis validée par la Chambre d’Agriculture des Bouches du Rhône.
Dans une deuxième étape, nous avons cherché à caractériser les spécificités de chacune des associations. Nous avons donc complété les données récoltées en contactant les différents organismes présents sur la plaine de la Crau (Syndicat mixte d’étude de la nappe de la Crau, syndicat mixte de gestion administrative et financière des associations syndicales, la Chambre d’Agriculture de Bouches du Rhône, le domaine du Merle, la sous préfecture d’Arles). C’est après avoir rencontré l’ensemble de ces organismes que nous avons enfin contacté les présidents des différentes associations pour compléter ou vérifier les données obtenues. En effet, il se pouvait que l’information soit manquante ou différente d’une source à l’autre.

Les tours d’eau

Le tour d’eau, qui est la fréquence à laquelle les usagers ont accès à l’eau, est différent d’une AS à une autre et varie entre 7 et 11 jours. Pour les associations de grande taille telles que l’AS des arrosants de la Crau ou l’ASA du canal de Langlade, il n’y a pas un tour d’eau fixe pour l’ensemble du réseau. Il en existe un pour chaque branche secondaire que nous n’avons pas pu connaître car l’information n’est pas répertoriée. Un tour d’eau de 7 jours est souvent utilisé pour les associations comportant des particuliers comme usagers.
Sur la plaine de la Crau en général, un tour d’eau est soit bien détaillé et doit-être respecté par tous, soit il n’est pas fixé et c’est l’entente entre les agriculteurs qui prime. Dans le premier cas, il n’y a aucune modulation possible en fonction d’autres contraintes (conditions météorologiques, fauches, disponibilité …). Si un irriguant ne peut pas utiliser l’eau le jour où prévu par le tour d’eau, il n’a qu’à attendre le prochain en espérant qu’une pluie tombe entre les deux tours. Dans ce cas, il est plus facile d’adapter les fauches à l’irrigation et non l’inverse. Il est également peu recommander de faire un pari sur d’éventuelles précipitations.
Les économies d’eau sont moins faciles et peu conseillées pour une bonne récolte. Dans le deuxième cas, la programmation des tours d’eau est plus flexible. Cela dépend surtout du nombre d’irrigants à gérer et de la possibilité d’avoir des marges sur les tours d’irrigation.
L’ASA de la Coste Basse par exemple a 40 ha de droit d’eau mais n’irrigue réellement que 20 ha. Il y a donc moins de pression pour le respect des dates et des horaires. Cependant dans ce cas ils peuvent établir un tour moyen. Ce cas permet d’attendre une possible pluie si elle est proche, ou de rallonger un tour d’eau si des précipitations ont eux lieux. Cela permet également de mieux s’organiser pour les fauches afin de les faire au meilleur moment. Mais l’entente entre agriculteurs n’est possible qu’en petit nombre pour limiter le nombre de conflits.

La mesure des débits : les différents outils utilisés et résultats

Les enregistreurs

La mesure des débits sur le domaine du Merle est facilitée par la présence de débitmètres accompagnés d’enregistreurs limnigraphiques. Le codeur enregistreur Thalimède est commandé par un flotteur et permet la mesure en continu du niveau des eaux traversant le débitmètre. Un système de contrepoids/câble de flotteur transmet les variations du niveau de l’eau à une roue de flotteur inscrite dans l’unité de codage. Les variations de niveau d’eau créent ainsi un mouvement rotatoire de la roue de flotteur, qui est alors converti en un signal électrique, transmis à l’unité d’acquisition par un simple câble de liaison. Ces informations sont ensuite enregistrées par la même unité d’acquisition en tant que résultats de mesures. Les cadences de stockage sont de 5 minutes. Cela permet d’avoir une bonne idée de l’eau qui entre ou qui sort de la parcelle par rapport à des irrigations qui durent 6h00. La précision de mesure du Thalimède est de un millimètre. Etant donné que l’on a un enregistrement toutes les cinq minutes, l’erreur sur la durée de l’irrigation est au maximum de dix minutes. Si on considère une irrigation de huit heures à 150l/s l’erreur liée à la mesure de hauteur est de 28 m3 et l’erreur liée à la durée d’irrigation est de 90 m3. Nous faisons donc une erreur de 118 m3 sur les 4320 m3 apportés au cours de l’irrigation (soit moins de 3%). Alors qu’une évapotranspiration de 2 mm représente 20 m3 de perdus.

Les débitmètres

Les seuils Parschall :Ce type de déitmètre est un canal jaugeur dont le principe réside dans la création de contractions sur les parois et/ou le fond qui transforment l’écoulement, au droit de la section de contrôle, d’un régime fluvial à un régime torrentiel. Cet écoulement en régime torrentiel est obtenu au moyen d’un convergent, dans le rétrécissement duquel la pente du fond est supérieure à la pente critique. Ce changement de régime a pour conséquence un écoulement en veine dénoyée et le niveau d’eau en amont de la contraction devient alors une fonction croissante et connue du débit. Les enregistreurs sont placés sur ces outils. Ces instruments sont implantés en amont et en aval de la parcelle 6N.
Une vanne jaugée :La parcelle 1J est alimentée directement par une vanne sur le réseau basse pression du domaine qui alimente ensuite la filiole . Cette vanne est équipée d’un orifice calibré.
la pression interne de la vanne agit sur le flotteur d’un codeur limnimétrique de type Thalimède, monté sur un tube PVC de 100mm .

Table des matières

Introduction 
1. Présentation du lieu du stage
2. Présentation de la zone d’étude 
2.1. Le climat
2.2. La pédologie
2.3. Le contexte hydrologique
2.4. Les cultures
2.5. L’irrigation
3. Gestion de l’irrigation à l’échelle de la plaine de la Crau 
3.1. Les associations syndicales des arrosants
3.2. Les périmètres
3.3. Les surfaces
3.4. Les débits
3.5. Les tours d’eau
4. Devenir de l’eau d’irrigation à l’échelle de a parcelle agricole 
4.1. Les parcelles expérimentales
4.2. La mesure des débits : les différents outils utilisés et résultats
4.2.1. Les enregistreurs
4.2.2. Les débitmètres
4.2.2.1. Les seuils Parschall
4.2.2.2. Une vanne jaugée
4.2.2.3. Un venturi
4.2.2.4. Le micro-moulinet
4.3. Calcul indirect du débit
4.4. Calcul de la réserve utile du sol
4.5. Calcul du drainage à l’échelle de la parcelle
Conclusions et perspectives

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