Étude de cas

Un hectare de kiwis jaunes
irrigué au solaire dans le Sud-Ouest

Cette étude porte sur un hectare de kiwis jaunes, environ cinq cents pieds, alimenté depuis une rivière et déjà équipé d'un réseau de micro-irrigation. Le pompage actuel, entraîné par la prise de force du tracteur, assure l'irrigation saisonnière et l'aspersion antigel. Le projet consiste à transférer l'irrigation quotidienne vers une pompe solaire, tout en conservant le dispositif thermique pour les besoins nocturnes.

Sud-Ouest de la France 1 ha de kiwis jaunes Besoin : 40 m³/jour Pompage en rivière Micro-irrigation en place
Le projet

Données du site et installation existante

La parcelle comprend un hectare de kiwis jaunes palissés, irrigués au goutte-à-goutte. La rivière se trouve au pied d'une berge d'environ trois mètres. Le réseau et la filtration existent déjà ; leur réemploi reste conditionné à la vérification du débit admissible, des pertes de charge et du niveau de filtration requis. Le projet conserve l'installation thermique pour l'aspersion antigel et affecte le nouveau système solaire à l'irrigation quotidienne.

1 hade kiwis jaunes, environ 500 pieds, en micro-irrigation
40 m³/jle besoin de pointe calculé par LE LAB pour un hectare de fruitiers
Avril à octobrela période de pompage déclarée, saison d'irrigation du verger
20 mla hauteur manométrique totale calculée, berge, livraison et pertes de charge comprises
Étape 1

Données saisies dans l'application

La ville climatique de référence est Toulouse. L'usage retenu est l'irrigation, avec la catégorie disponible la plus proche, « Agrumes et autres fruitiers », appliquée à une surface de 1 hectare, soit un besoin de référence de 40 m³ par jour. Ce choix sert de base de besoin dans l'application ; il ne constitue pas une classification agronomique du kiwi. La période de pompage s'étend d'avril à octobre et le mode d'arrosage est le goutte-à-goutte. Pour la prise d'eau, l'étude retient 3 m de hauteur entre l'eau et la berge, 2 m de refoulement jusqu'au point de livraison et 120 m de canalisation. Aucun appoint électrique ni réserve d'eau n'est déclaré. À partir de ces données, l'application établit une hauteur manométrique totale de 20 m.

Récapitulatif de l'étude dans LE LAB : Toulouse en France, besoin de 40 m³ par jour pour 1 ha, période de pompage d'avril à octobre, profondeur d'eau 3 m, refoulement 2 m, 120 m de canalisation, hauteur totale calculée 20 m, sans appoint électrique et sans réserve

Le récapitulatif avant calcul. La hauteur manométrique totale est calculée pour vous, elle n'est pas à saisir.

Composition de la hauteur manométrique totale. Les 20 m se reconstituent ainsi : 3 m entre l'eau et la berge, une dizaine de mètres pour la pression disponible au point de livraison et près de 7 m de pertes de charge dans la conduite et les accessoires. Le bar réservé au point de livraison, soit une dizaine de mètres, couvre à lui seul les 2 m de refoulement déclarés : ceux-ci sont absorbés et ne viennent pas s'y ajouter. Dans ce cas, la pression nécessaire au réseau de goutte-à-goutte représente une part plus importante que le seul dénivelé de la parcelle.
Étape 2

Solution retenue par l'étude

LE LAB retient une GRUNDFOS SQF 5A-7, une immergée de 4 pouces à électronique intégrée, dont l'enveloppe couvre 9,0 m³/h et 50 m de hauteur. Le champ compte 3 panneaux de 630 Wc en une seule chaîne, soit 1 890 Wc. Sur la période d'avril à octobre, la production moyenne s'établit à 58,9 m³ par jour pour 40 demandés. La canalisation conseillée est du PEHD Ø 50 mm PN 10, alésage intérieur 44,1 mm, où l'eau circule à 1,46 m/s au débit maximal de la pompe, dans la fenêtre recommandée par l'application.

Solution retenue par LE LAB : pompe GRUNDFOS SQF 5A-7 en 4 pouces, champ solaire de 1 890 Wc en 3 panneaux de 630 Wc, production moyenne de 58,9 m³ par jour

La solution en un coup d'œil : la pompe, le champ et la production moyenne sur la période déclarée.

Un résultat lié aux conditions du projet. Le champ de trois panneaux s'explique ici par une hauteur manométrique limitée, un besoin saisonnier concentré sur les mois les plus lumineux et une pompe à électronique intégrée. Ce résultat ne peut pas être généralisé à partir de la seule surface du verger : la ressource, la hauteur, la conduite, la période et le besoin quotidien restent déterminants.
Étape 3

Production mensuelle et journée type

La production moyenne estimée atteint 65,5 m³ par jour en juillet et 45,8 m³ en octobre, mois le moins favorable de la période déclarée et mois de dimensionnement de la saison. Chaque moyenne mensuelle d'avril à octobre reste supérieure au besoin de 40 m³ par jour. Cette lecture ne constitue pas une garantie journalière : une séquence très couverte peut produire moins que le besoin. En l'absence de réserve d'eau et d'appoint, l'organisation de l'irrigation doit donc conserver la souplesse nécessaire au fonctionnement au fil de la ressource. Les mois d'hiver restent visibles sur le graphique, même si le dimensionnement porte uniquement sur la période déclarée.

Production mensuelle estimée face au besoin de 40 m³ par jour : de 45,8 m³ par jour en octobre à 65,5 en juillet, mois critique octobre, dimensionnement sur la période d'avril à octobre

La production mensuelle estimée, face à la ligne du besoin. Le mois critique de la période est annoncé sous le graphe.

La journée type de juillet présente un démarrage du débit vers 7 h, un maximum de 7,4 m³/h autour du midi solaire et un volume journalier estimé à 63,0 m³. L'écart de 58 % par rapport au besoin indique une capacité moyenne supplémentaire pour cette journée type ; il ne définit pas à lui seul un créneau d'arrosage libre ni la couverture de toutes les journées du mois.

Rendement quotidien pour une journée type de juillet : débit horaire estimé de 7 h à 18 h, pic de 7,4 m³/h, volume produit 63,0 m³, besoin journalier de 40 m³ couvert avec 58 % de marge

La journée type du mois choisi, heure par heure, avec le pic de débit et le volume produit.

La technique

Conditions d'une prise d'eau en rivière

Le schéma de l'étude représente le champ, le coffret, la pompe immergée à 3 m, les 120 m de conduite et le point de livraison. En eau de surface, la pompe peut être installée dans un puisard alimenté par la rivière ou dans un carter crépiné adapté, sous réserve de respecter les prescriptions du fabricant. Une installation immergée reste en charge et ne nécessite pas de réamorçage hydraulique quotidien ; son démarrage dépend ensuite des automatismes, du niveau d'eau et de la puissance disponible.

Schéma d'installation produit par LE LAB : générateur photovoltaïque de 1 890 Wc en 3 panneaux de 630 Wc, coffret Grundfos IO101 et CU202, pompe immergée SQF 5A-7 installée à 3 m, canalisation de 120 m en PEHD Ø 50 mm, point de livraison surélevé de 2 m, flotteur d'arrêt et protections électriques

Le schéma d'installation de l'étude. Le point d'arrivée est dessiné en réserve surélevée : ici, c'est la tête du réseau de micro-irrigation, 2 m au-dessus de la pompe.

Refroidissement du moteur en eau libre. Un moteur immergé est refroidi par l'eau qui circule le long de sa carcasse. Dans un forage étroit, la géométrie impose cet écoulement. Dans un puisard ou en pleine eau, une jupe de refroidissement peut être nécessaire pour obtenir la vitesse de balayage prescrite. Elle figure au catalogue SINES en 4 pouces et se choisit selon le diamètre de la pompe, le débit et les conditions d'installation.

La filtration existante ne peut être conservée sans vérification. Son débit admissible, sa finesse, son état et ses pertes de charge doivent rester compatibles avec la nouvelle pompe et avec les goutteurs. La protection de l'aspiration contre les corps grossiers complète cette filtration. Le projet doit également vérifier le niveau d'étiage, les variations de la rivière, la protection contre les crues et les règles applicables au prélèvement d'eau.

Limite du périmètre

L'aspersion antigel reste assurée par le système existant

L'aspersion antigel se déclenche principalement la nuit et à l'aube, hors de la période de production photovoltaïque. Elle exige en outre un débit disponible sans interruption pendant l'épisode de gel. Le système solaire au fil du soleil présenté ici est donc réservé à l'irrigation quotidienne ; la pompe thermique existante conserve la fonction antigel.

La nuitl'aspersion antigel se déclenche quand la température chute, hors des heures de production solaire
Quelques nuitsla fonction antigel mobilise le dispositif actuel un petit nombre de nuits par an, au printemps
Avril à octobrel'irrigation quotidienne représente l'essentiel des heures de pompage de la saison
2 usagesdeux fonctions, deux régimes : chacune garde le moyen qui lui convient

La séparation des usages évite d'attribuer au système solaire une fonction qu'il ne peut assurer seul. La pompe thermique reste disponible pour les épisodes de gel, tandis que la pompe solaire couvre l'irrigation saisonnière dans les conditions de production décrites par l'étude.

Et pour asperger en journée ? Un asperseur, un canon ou un pivot demandent une pression tenue d'un bout à l'autre du créneau, ce que le fil du soleil seul ne garantit pas. Il existe pour cela une architecture hybride qui associe le champ solaire et une source d'appoint sur la même consigne de pression : c'est l'objet de la page irrigation à pression constante, et la question de la source d'appoint est traitée dans solaire et groupe électrogène. Sur le verger décrit ici, la micro-irrigation travaille en basse pression et le parcours reste celui du fil du soleil.
Périmètre de l'étude

Du besoin déclaré à la solution technique

L'application établit le besoin quotidien à partir de la culture et de la surface, prend en compte la période de pompage et calcule la hauteur manométrique totale à partir des données hydrauliques saisies. Elle propose ensuite une canalisation, une pompe et un champ photovoltaïque compatibles, puis présente la production mensuelle et une journée type pour le site étudié.

40 m³/jle besoin calculé à partir de la culture et de la surface, sans saisie de débit
1 890 Wcle champ retenu, 3 panneaux de 630 Wc en une chaîne
58,9 m³/jla production moyenne sur la période d'avril à octobre, mois critique compris
Ø 50 mmla canalisation conseillée en PEHD PN 10, choisie sur la vitesse de l'eau
Données et limites. Les résultats utilisent les courbes de performance officielles des fabricants et les données climatiques associées à la ville de référence. Les hypothèses hydrauliques et les valeurs retenues sont celles affichées dans l'étude. Elles doivent être confirmées sur site avant exécution, notamment pour le niveau de la rivière, la conduite existante, la filtration, les accessoires et les conditions réglementaires de prélèvement.
Sources et méthode. L'irradiation vient de PVGIS, dans le plan incliné optimal calculé pour la ville de référence, 37 degrés pour Toulouse. Les températures et les autres grandeurs climatiques viennent des séries NASA POWER. Les pertes de charge sont calculées par la formule de Hazen-Williams sur du PEHD neuf. Tous les chiffres de cette page sortent de l'étude rejouée dans l'application.
Pour aller plus loin : les autres études de cas déroulent le même exercice sur d'autres cultures et d'autres ressources, et l'application se rejoue librement avec vos propres chiffres depuis LE LAB.

Étudier une configuration comparable

L'application permet de reprendre ce parcours avec les données d'un autre projet : culture, surface, ressource en eau, période de pompage et caractéristiques de la conduite.