1 Réutilisation des eaux usées épurées (REUE/REUT) par la micro- irrigation Approche expérimentale Réalisé par : HENNEB Mohamed Maitre de stage : MOLLE Bruno

2 Plan Introduction Objectifs Contexte Matériels et méthodes Résultats et discussion Conclusion

3 Introduction

4 Superficies cultivables : 4,2 Milliards ha SAU : 1,5 milliards ha Superficies irriguées = 264 Millions ha (17% sa la SAU) 70% des prélèvements. Préservation de la ressource: REUE.  Superficies cultivables : 4,2 Milliards ha  SAU : 1,5 milliards ha  Superficies irriguées = 264 Millions ha (17% de la SAU) 70% des prélèvements. Traitement des eaux usées Réutilisation des eaux traitées

5 REUE Agriculture Zones Urbaines Industrie Risques !!! Eau Potable!!! -Sanitaires -Techniques -Environnementaux contexte

6 Objectifs du travail Réutilisation des eaux usées épurées Impacts environnementaux Suivie à long terme (Propriétés physico-chimiques, biologiques du sol en moins sur 2 années) Suivie à court terme (tensiomètrie-vitesse d’infiltration) Matériel d’irrigation Localisée (Etude en cours) Essais de colmatages du matériel d’irrigation localisée placé en sortie de STEP, en utilisant plusieurs types de goutteurs fournis par 03 fabricants

 Suivi a long terme : Propriétés physico-chimiques, biologique su sol. -Teneur en Carbone et en matière organique -PH du sol -Propriétés hydrodynamiques du sol (conductivité, perméabilité, courbes caractéristiques,…) -Teneur en azote et dynamique de l’azote dans le sol (bilan de MO). -Teneur en éléments minéraux -Evolution de la bactériologie du sol -Salinité et salinisation du sol Suivi a court terme: 06 mois de stage -Etude et comparer l’évolution de la tensiométrie a différentes profondeurs (20cm,30,40,50,60 cm) sur un sol irrigué avec des EUE et avec un sol irrigué avec des eaux claires (EC). (établir des courbes φ= f(θ) ) -Etude de l’évolution de la vitesse d’infiltration sur un sol irrigué avec des EUE en utilisant une méthode de mesure et de comparaison. 7

Matériels et méthodes 8

9 1-Description des sites expérimentaux: Site CEMAGREF Aix en Provence: Situation: Parcelle expérimentale au sein du CEMAGREF d’Aix en Provence Surface: 100 m2 (20 m x 5 m). Texture: Argilo-limoneuse (Essai CEMAGREF, 2006)

10 2/- Protocol expérimental : site CEMAGREF Aix en Provence.

/-Méthodes d’études : A/- A/-gestion des irrigations  Fréquences et durées d’arrosages Dose: 304l/h = 3 mm /100m 2 Fréquence d’arrosage: Arrosage journalier Durée d’arrosage: Une heure par jour.  Relevés compteurs (volumes d’eau entrants-sortants)  Durée de fonctionnement des goutteurs (dispositifs)

B-L’éxpérimentation  L’évolution de la tension de l'eau dans le sol sur différentes profondeurs(Eaux claires et eaux usées épurées).  L’évolution de la vitesse d’infiltration du sol (sec et sous irrigation avec EUE) 12

13 B-1/-l’évolution de la tension de l'eau dans le sol : Sonde Watermark

- Dispositif EUE: 14 - Dispositif Eaux claires Profondeurs tensiometriques -20 cm -30 cm -40 cm -50 cm -60 cm

15 Vue générale Emplacement des 05 Sondes tensiometriques

B-2/-Mesures de vitesse d’infiltrations (site CEMAGREF d’Aix en Provence) :  03 mesures d’infiltration au début de l’expérimentation sur le sol de la parcelle expérimentale avant le début de l’irrigation.  03 mesures d’infiltrations sur le même sol en début d’irrigation aves les eaux usées épurées (30/05/2010).  03 mesures d’infiltrations sur le même sol irrigué avec les eaux usées épurées au milieu de la période expérimentale (Juillet 2010).  03 mesures d’infiltration en fin de période d’irrigation (19/08/2010). 16

 Démarches: Méthode de Muntz (Simple anneau)

18 Courbe d’infiltration : I= a t -b mm/h secondes

19 Résultats et discussion

20 Site CEMAGREF d’Aix en Provence: A-gestion des irrigations : - Durée de fonctionnement des dispositifs : -Eaux usées épurées: 09 semaines -Eaux claires: 04 semaines Débit (l/s) Variation du débit (l/s) au cours de l’expérimentation

21 B-2/-L’évolution de la tension de l’eau au niveau du sol

22  04 graphiques: variations tensiometriques cycliques : cycles d’irrigation  02 graphiques EUE: Sol saturé sur les 60 cm (tension: 0-20 kpa).  02 graphiques EC: sol saturée sur les 60 cm (tension <10 kpa a partir 05/08/10) 0-10 centibars Sol saturé centibars Sol ressuyé centibars Confort hydrique en sol argileux limoneux centibars Etat hydrique différent en fonction des textures centibars Le réservoir- sol s’est beaucoup vidé Agro ressources,2010 Conclusion Aucunes modifications/changements de la tensiométrie entre l’irrigation sous EUE et sous EC pour cette première année d’éxperimentation Conclusion Aucunes modifications/changements de la tensiomètrie entre l’irrigation sous EUE et sous EC pour cette première année d’expérimentation

23  Causes:  capacité de rétention hydrique élevée du sol (argileux limoneux)  Absence de pompe naturelle « PLANTE » (régulation du stock: variation de la tensiométrie).  Rapprochements des fréquences d’irrigations (saturation du sol)  Observation d’un phénomène de retour d’eau au niveau des réseaux d’irrigation (niveau bac supérieur a celui de la parcelle)

B-3/Détermination et le suivi de la vitesse d’infiltration I=F(t) au niveau du sol 24 Avant le début des irrigations (sol non irrigué): 03 mesures EquationI=27859 t -0,715 R2R2 0, 98 Vitesse infiltration saturation 121,4 mm/h Début des irrigations (mesures initiales): 03 mesures EquationI=10299 t -0,6239 R2R2 0, 85 Vitesse infiltration saturation 89,8 mm/h

25 En milieu de l’expérimentation (juillet 2010) 03 mesures EquationI=13855 t -0,771 R2R2 0,95 Vitesse infiltration saturation 39,5 mm/h En fin de l’expérimentation (Aout 2010). 03 mesures EquationI=14386 t -0,770 R2R2 0,97 Vitesse infiltration saturation 38,9 mm/h

 Récapitulatif: Evolution de la vitesse d’infiltration au cours de l’expérimentation 26 Avant expDébut expMilieu expFin exp Puissance-0,7151-0,6239-0,7707-0,7778 Coefficient R2R2 0,980,850,950,97

 Baisse progressive de la vitesse d’infiltration durant la période expérimentale.  Probabilité d’influence directe de la qualités des EUE sur la structure du sol au cour de l’expérimentation. Critiques: Efficacité de la méthode Muntz : on a pas atteint la vitesse d’infiltration a saturation réelle (utilisation des courbes d’ajustement) Négligence des erreurs probables avec cette méthode lors des calculs et des manipulations. La méthode de Muntz : méthode pertinente pour comparer l’évolutions de vitesse d’infiltration. Opter pour une méthode plus robuste(méthode beekan, double anneau). Vitesse infiltration= f(Bilan de MO, bilan matière Mnle). 27

Conclusion 28

 Résultats obtenus: pas de changements remarquables surtout pour l’évolution de la tensiométrie, mais restent encourageants concernant l’évolution de la vitesse d’infiltration du sol (sous une irrigation avec des EUE).  Améliorations proposées (suivi a long terme) Etablir une courbe humidité-tensiométrie pour sol irrigué avec des EUE et EC Planter une ou plusieurs cultures (pompage naturelle) Travailler avec des pots ou des quartenaires avec plusieurs types de sol (mieux gérer le dispositif expérimental) Méthode Beerkan (mesures et modélisation) : méthode efficace pour suivre les propriétés hydrodynamiques du sol.  Stage: Amélioration des connaissances. Prise de contactes avec différents agents intervenants dans la gestion de l’eau. Apports d’informations supplémentaires pour les prochains stagiaires qui vont continuer le travail par la suite. 29

MERCI 30