Exercices complémentaires

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GAE--3001
PROBLÈMES
SÉRIE
9.
9.1. Un agriculteur de la région de Nicolet possède une parcelle de 120 m x 1400 m (16,8 ha) qu’il
veut drainer et irriguer souterrainement. Le sol est un loam argileux profond. L’agriculteur possède un puits de maçonnerie de 8 m de profond dont le fond touche le schiste. Les 12 essais de
conductivité hydraulique effectués selon la méthode du trou à la tarière montrent une conductivité hydraulique de 0,68 m/j ± 0,15 m/j. Ces essais ont été effectués avec des nappes situées entre
30 et 70 cm de la surface du sol et la profondeur des trous variait de 1,1 m à 2,5 m. L’agriculteur
veut pratiquer les cultures de céréales, de maïs et de luzerne--mil. L’assainissement de surface
est négligé et la pente moyenne du terrain est de 0,15 %. Les cours d’eau ont une profondeur
moyenne de 1,6 m.
a ) À quelle profondeur recommanderez l’installation des drains et pourquoi?
b ) Quel devrait être l’écartement entre les drains pour répondre aux besoins de drainage? Quels
sont vos critères de design et vos hypothèses?
c ) Quel devrait être l’écartement entre les drains pour répondre aux besoins de l’irrigation souterraine en régime permanent? Quels sont vos critères de design et vos hypothèses?
d ) Quel écartement recommanderez vous à l’agriculteur et pourquoi?
9.2. Dans une parcelle régulière de 5,3 ha, un système de drainage est installé avec un écartement
de 25 m à une profondeur moyenne de 1.0 m. Le sol est homogène sur une profondeur de 2.0
m. La longueur du système de drainage (latéraux et collecteurs) installé sur cette parcelle est
de 2150 m. Suite à une pluie de 45 mm, la nappe est remontée à 20 cm de la surface du sol
et le système de drainage débite alors 3.7 l/s. Après 35 heures, la profondeur moyenne de la
nappe est de 45 cm sous la surface du sol et le système débite 2,2 l/s,
a ) Évaluez la conductivité hydraulique moyenne de cette parcelle.
b ) Évaluez la porosité équivalente de drainage de l’horizon où la nappe s’est rabattue?
c ) Si l’agriculteur désire faire de l’irrigation souterraine en utilisant le système de drainage
souterrain de la question précédente, le système pourra suppléer quelle évapotranspiration
s’il maintien la nappe à une profondeur moyenne de 55 cm avec une déflexion maximale
de 30 cm? Est--ce suffisant? Le sol est celui de votre projet de drainage.
9.3. Une argile possède une conductivité hydraulique de 1,2 m/j sur une profondeur de 2,5 m avec
des limites de confiances de 0,25 m/j. Les cours d’eau dans le voisinage de la parcelle ont une
profondeur de 1,5 m. La profondeur des drains est celle que vous avez recommandée lors de
l’examen du 23 novembre dernier.
a ) Quel devrait être l’écartement entre les drains pour répondre aux besoins de l’irrigation souterraine en régime permanent? Quels sont vos critères de design et vos hypothèses?
b ) Si les drains avaient été installés avec un écartement de 30 m et si vous utilisez les mêmes
paramètres de la sous--question précédente, le système pourrait suppléer quelle évapotranspiration? Est--ce suffisant?
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9.4. Un loam sablo--limoneux possède une conductivité hydraulique de 0,9 m/j sur une profondeur
de 2,1 m avec des limites de confiances de 0,15 m/j. Quels devraient être la profondeur des
drains et l’écartement entre ceux--ci pour répondre aux besoins de l’irrigation souterraine en
régime permanent? Quels sont vos critères de design et vos hypothèses? Expliquez votre démarche.
9.5. Dans le cadre d’une étude environnementale qui doit estimer la vitesse de migration des contaminants vers un puits, vous devez estimer la vitesse d’écoulement de l’eau de la nappe vers le
puits. Cette nappe est située dans une couche de sable d’une dizaine de mètres d’épaisseur à la
surface du sol.
a ) Quels sont les principes théoriques et les mesures que vous devrez utiliser pour estimer cette
vitesse?
b ) Quelles sont les hypothèses que vous devez poser?
c ) Expliquez en détail le programme de mesures que vous devriez entreprendre?
9.6. Un loam argileux possède une conductivité hydraulique de 1,1 m/j sur une profondeur de 2,5
m avec des limites de confiances de 0,25 m/j. L’agriculteur vous demande de faire le design de
son système d’irrigation souterraine. La parcelle est située dans la région de St--Hyacinthe.
a ) Pour quelle évapotranspiration allez--vous faire votre design?
b ) À quelle profondeur recommanderez l’installation des drains et pourquoi?
c ) À quelle valeur estimez--vous la remontée capillaire dans ce sol?
d ) Si la profondeur moyenne des racines est de 45 cm, quelles devraient être les profondeurs
maximales et minimales de la nappe pour que les plantes ne souffrent d’aucun stress?
e ) Quel devrait être l’écartement entre les drains pour répondre aux besoins de l’irrigation
souterraine en régime permanent? Quels sont vos critères de design et vos hypothèses?
9.7. Un système de drainage souterrain est installé dans la sol de la question précédente selon la profondeur et l’écartement que vous avez recommandé.
a ) Pour les conditions de drainage souterrain, quelle devrait être la longueur maximale d’un
latéral de 100 mm s’il était installé avec la pente minimale de 0,1%?
b ) Pour les conditions de drainage souterrain, quelle devrait être la grosseur d’un collecteur
au point où il recueille l’eau de six (6) latéraux ayant 80 % de la longueur maximale s’il
était installé avec une pente de 0,1%?
c ) En mode irrigation souterraine, l’eau circule en remontant dans le collecteur et les latéraux.
Pour le latéral dont vous avez calculé la longueur maximale à la sous--question a), à combien estimez--vous la perte de charge entre le début du latéral (à la jonction du collecteur)
et le bout du latéral? Ce n’est pas une question que vous avez appris à estimer directement
en classe mais vous avez les connaissances de base pour le faire.