Irrigation par bloc

Définition

Voir la description du processus générique de l’irrigation.

Résolution

Spatiale

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Temporelle

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Interface entités

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Description

A la différence du modèle d’irrigation simple, les agriculteurs ne vont pouvoir irriguer qu’une certaine surface par jour, notée Sjour. Ainsi le prélèvement en eau pour l’irrigation est mieux réparti pendant la période concernée.

Détermination de la surface totale à irriguer par exploitation chaque année

Un agriculteur va avoir chaque année une surface à irriguée totale, notée Smax. Cette surface est connue en début de chaque année suite au choix d’assolement de l’agriculteur. En effet, on connaît quelle culture va être semée sur chaque parcelle de son exploitation.

Détermination de la surface à irriguer par tour d’eau

Ainsi, pendant un tour d’eau l’irriguant va pouvoir irriguer :

(1)   \begin{equation*} S_{tourEau} =S_{jour}\times NbJ_{tourEau} [Ha] \end{equation*}

Les Groupes d’irrigation

Dans le cas où l’irriguant a plus de surface à irriguer que la surface pouvant être irriguée pendant le tour d’eau (Smax > StourEau), l’irriguant va alors mettre en place un système de groupe d’irrigation.
Si l’agriculteur a plusieurs groupes d’irrigation, cela signifie qu’il va irriguer en parallèle plusieurs groupes de parcelles. Et il va pouvoir irriguer autant de groupe de parcelles que sa surface irriguée divisée par la surface par tour d’eau le permet :

(2)   \begin{equation*} Nb_{groupeIrrigation} =S_{max}\times S_{tourEau} \end{equation*}

Construction des groupes d’irrigation :

La construction des groupes d’irrigation va se faire chaque année. Elle se base sur la proximité des parcelles à irriguer au cours de l’année, ainsi que sur l’ITK prévue sur l’année pour les parcelles en question.
Un groupe d’irrigation se compose donc de parcelles irrigables :

  • appartenant au même agriculteur
  • sur la même zone administrative de restriction de sécheresse
  • géré par le même matériel. A chaque groupe d’irrigation représente un matériel d’irrigationj
  • De même ITK (ou groupe d’ITKs; voir définition table d’ITK)

Il est possible que des parcelles appartiennent à plusieurs groupes d’irrigation. Si une parcelle appartient à plus de 2 groupes d’irrigation, cela signifie qu’elle est très grande car alors elle forme à elle seule au moins un groupe d’irrigation complet.
Une parcelle peut appartenir à un groupe d’irrigation si sa surface dans le groupe :

(3)   \begin{equation*} \frac{S_{parcelleGroupe}}{S_{parcelle}} > 10 \% \end{equation*}

Choix du point de prélèvement à solliciter le jour courant par la parcelle

L’hypothèse mise en avant est que dans une journée l’agriculteur ne peut prélever que sur un point de prélèvement.
Ordre de priorité des ressources à solliciter par les agriculteurs :

  1.  ASA (quelque soit sont type de ressource associée, SURF ou RET)
  2. SURF
  3. NAPP
  4. RET

Cela signifie que l’équipement choisi sera celui relié à la ressource la plus prioritaire qui contient de l’eau (quelque soit la quantité). Pour ce qui concerne les équipements en ASA, l’agriculteur sollicitera cet équipement pour l’ilot concerné, et ce quelque soit la ressource reliée à l’équipement.

Prise en compte des arrêtés de restriction :

Les groupes d’irrigation vont être construit également en considérant le fait que les parcelles d’un même groupe doivent appartenir à la même zone administrative (ZA).
Pour rappel, dans une ZA on a obligatoirement le même niveau de restriction pour tous les points de prélèvement (même si ils ne sont pas restreints les mêmes jours de la semaine, ceci est définit par le secteur de restriction appartenant).
Pour connaître le niveau de restriction d’une parcelle le jour courant il faut donc consulter ses points de prélèvement. Une parcelle peut être liée à plusieurs points de prélèvement qui n’appartiennent pas forcément à la même zone de restriction. Pour des raisons de simplification, une ZA unique est affectée à un ilot. Celle-ci est déterminée selon l’ordre de priorité des ressources où prélèvent les équipements (cf. 4)). Ainsi, l’équipement à solliciter pour l’irrigation est choisi chaque jour en fonction de la :

  • Typologie de l’équipement (ASA ou non)
  • Restriction en cours de l’équipement
  • Priorité des ressources
  • Disponibilité de la ressource

Il faut différencier la notion de restriction globale (l’équipement est dans une ZA en restriction, mais le secteur ne l’est peut être pas) et la restriction le jour courant (l’équipement est en restriction ce jour de la semaine précis, et n’a donc pas le droit de prélever de l’eau).

Si restriction globale < 3 jours Et ASA
Alors Prélèvement ASA
Sinon
Prélèvement avec l‘équipement le plus prioritaire et disponible (I.e. avec de l’eau et non en restriction le jour courant)

Il est donc possible qu’aucun point de prélèvement ne soit disponible le jour courant, dans ce cas la parcelle essaiera d’irriguer le jour d’après.
Remarque : Notons que pour le moment les ressources en :

  •  RET : eau disponible infinie
  • NAPP : eau disponible restreinte par SWAT
  • SURF : eau disponible restreinte par SWAT

La prise en compte des restrictions implique que le nombre de groupe d’irrigation peut être supérieur à celui calculé précédemment si les parcelles irriguées de l’exploitation ne sont pas toutes dans la même ZA.

Nouveau calcul de surface pouvant être irriguée par jour (Sjour)

La première étape va être de calculer la surface en restriction (Srestr) du groupe d’irrigation. Celle-ci se calcule en fonction du caractère de restriction au jour courant de l’équipement associé à chaque parcelle au jour courant.

Par exemple, si la parcelle possède 2 points de prélèvement (SURF et RET) alors la parcelle sera considérée comme non restreinte si la RET a de l’eau. Ainsi, les jours de restrictions de SURF la parcelle prélèvera dans RET et les jours non restreints elle prélèvera dans SURF (son équipement prioritaire). En revanche, si la parcelle possède un seul équipement (SURF), la parcelle sera considérée en restriction globale et sa surface s’ajoutera à la surface en restriction du groupe.

Une deuxième étape va être de ramener le nombre de jour de restriction (qui est donné par semaine) au tour d’eau :

(4)   \begin{equation*} NbJ_{restrictonTourEau}(NbJ_{restricton}) =NbJ_{restricton}\times {\frac{NbJ_{tourEau}}{7}} \end{equation*}

(5)   \begin{equation*} NbJ_{nonRestreints} = NbJ_{tourEau} - NbJ_{restrictionTourEau} \end{equation*}

La règle pour calculer ensuite la quantité d’eau journalière à apporter par le groupe d’irrigation est comme suit :

Etat initial : S_{jour} = \frac{S_{tourEau}}{NbJ_{tourEau}}

Si S_{restr} < S_{jour}\times{NbJ_{nonRestreints}}

Alors S_{jour} = \frac{S_{tourEau}}{NbJ_{tourEau}} (pas d’accélération)

Sinon

Si 1 jour de restriction

Alors S_{jour} = \frac{S_{tourEau}}{(NbJ_{tourEau}-NbJ_{restrictionTourEau}(1))} (accélération)

Si 2 Ou 3 jours de restriction

Alors S_{jour} = \frac{S_{tourEau}}{(NbJ_{tourEau}-NbJ_{restrictionTourEau}(2))} (accélération)

Sinon 7 jours de restriction

Alors S_{jour} = \frac{S_{tourEau}}{NbJ_{tourEau}} (pas d’accélération)

Fin

Fin

Cela signifie qu’il y a accélération même pour les parcelles non restreintes du groupe. De plus, si les parcelles restreintes sont en restriction totale (i.e. aucune irrigation possible), la quantité d’eau journalière n’a plus à être accélérer pour les parcelles restantes non restreintes, elle est donc remise à la quantité normale.

Ainsi, sauf si le niveau de restriction est maximum, l’irrigant va irriguer plus de surface en un jour et ce sur une plus courte période que le tour d’eau.

Image irrigation journalière complexe
Evolution des prélèvements sur 1 année
En vert : Irrigation
En bleu : Eau potable
En jaune : Industriel
Image irrigation complexe cumul
Evolution des prélèvements
En vert : Irrigation
En bleu : Eau potable
En jaune : Industriel

Sur la première figure est représenté la courbe dévolution des prélèvements des activités humaines sur l’ensemble de la zone Garonne Amont, pendant une année. Dans cet exemple, on ne tient pas compte des conditions qui pourraient entraîner l’arrêt ou le report d’un tour d’eau. A la différence du modèle simple, on voit maintenant que du début à la fin de la période d’irrigation il y a un prélèvement en eau quotidien (et non plus 1 seul par tour d’eau). La courbe suit un schéma en « dent de scie » qui est dû au fait qu’à chaque premier jour du tour d’eau tous le agriculteurs vont irriguer au moins une parcelle. Cependant, certains agriculteurs ont moins de surface à irriguer que les autres. Ils vont donc s’arrêter d’irriguer avant la fin du tour d’eau. C’est pourquoi du premier au dernier jour du tour d’eau la quantité prélevée décroit.
Sur la deuxième figure est représenté l’accumulation des prélèvements sur la même année afin de voir l’importance de chaque prélèvement sur la zone Garonne Amont. Ici on retrouve en toute logique les mêmes ordres de grandeur que pour le modèle simple.

Remarque : Détermination des parcelles irrigables au jour courant. Que se soit pour le modèle simple ou plus réaliste, l’agriculteur va à chaque pas de temps parcourir toutes ses parcelles pour connaître celles pouvant être irriguées au pas de temps courant. Et ainsi savoir sur quelles parcelles il va pouvoir appliquer l’algorithme d’irrigation. Cette détermination se base sur plusieurs critères, ainsi la parcelle (ou la fraction de parcelle, si elle appartient à plusieurs groupe d’irrigation) est irrigable si :

  • La date courante se trouve dans fenêtre temporelle d’irrigation de la culture.
  • Elle respecte certaines conditions pédoclimatiques (par exemple, il n’a pas plu plus de 10 mm ce jour).
  • Elle n’a pas été irriguée depuis au moins un tour d’eau.
  • Sa ressource en eau n’est pas en restriction ce jour.