VI. MÉTHODES COMBINÉES DE DRAINAGE ET D'IRRIGATION

Dans toute irrigation bien disposée, les colateurs représentent les drains à ciel ouvert, destinés à l'égouttement de la surface sur des points et dans des directions soigneusement définis. C'est seulement dans le cas de terrains marécageux, ou naturellement humides, reposant sur un sous-sol plus ou moins imperméable, que le drainage avec des tuyaux souterrains s'impose, notamment pour les prairies; mais ce drainage même est difficilement conciliable avec les exigences de l'irrigation ordinaire.

(z) A. Ronna, Utilisation des eaux d'égout par le système Browne, Journ. agric. prat., 1872.

Par le drainage, en effet, la couche végétale au-dessus du plan des tuyaux, ne reprenant plus son état de cohésion primitive, s'assèche et se fissure, de telle sorte que les eaux d'irrigation se frayent des passages pour gagner rapidement les drains et s'absorbent en pure perte, ou bien, elles obstruent les drains. Cet inconvénient déjà grave pour les plus petites rigolesd'arrosage, se manifeste avec plus d'intensité encore pour les rigoles de distribution qui traversent les lignes de drains. On a cherché, à y remédier de diverses manières; soit en donnant aux drains ordinaires une pente assez grande, d'au moins om,oi par mètre, pourchasser les matières qui s'introduiraient dans les tuyaux; soit en recourant à des conduites étanches, munies de tuyaux verticaux par lesquels l'eau arrive en vertu du principe de l'équilibre des vases communiquants; soit enfin, en évitant la rencontre des drains avec les canaux et les rigoles d'arrosage.

Dans les prairies drainées, deux procédés ont été essayés; le premier consiste à faire servir les drains, placés à 7 ou 8 centimètres seulement au-dessous du gazon, à l'épandage de l'eau par les joints des tuyaux et par des trous expressément pratiqués au voisinage de la couche où pivotent les racines, au lieu, comme dans le drainage proprement dit, à son enlèvement. Outre qu'il n'y a pas de «terrain perdu, l'arrosage peut s'effectuer au printemps, sans crainte des gelées de nuit; avec des engrais liquides, s'il est jugé opportun. La charrue-taupe facilite la pose des tuyaux à une aussi faible profondeur et permet de les multiplier économiquement, autant qu'il est nécessaire.

L'autre procédé consiste à disposer une certaine quantité de drains suivant les lignes de plus grande pente et à les faire aboutir dans un tuyau collecteur transversal, au milieu duquel un autre tuyau vertical, en bois

d'aulne, en terre cuite, etc., laisse l'eau monter et couler dans une rigole principale au moyen de laquelle on peut arroser au besoin la surface . A chaque collecteur transversal correspond ainsi une rigole principale de déversement. Pour suspendre l'arrosage il suffit d'ouvrir devant chaque rigole de décharge, le drain collecteur transversal (i). Les tuyaux verticaux constituent des regards munis de bondes que Ton manœuvre d'une manière différente, selon que Ton draine sans irriguer, que l'on irrigue sans drainer, ou que Ton retienne l'eau à un niveau donné dans le sol, afin qu'elle agisse par infiltration; soit enfin, que Ton arrose avec des eaux troubles ou des eaux claires.

Quoi qu'il en soit de ces procédés, dont nous indiquons plus loin quelques applications, leur principe vient apparemment à rencontre de celui de l'irrigation ordinaire, qui repose sur le filtrage de haut en bas, dans le sol , et sur l'absorption par ce dernier des éléments en dissolution et en suspension dans l'eau qui le pénètre. L'acide carbonique, d'ailleurs, en se dégageant pendant le ruissellement à la surface, se décompose partiellement par les feuilles des plantes et est absorbé , pour l'autre partie, par le sol perméable. L'oxygène, après avoir donné lieu aux phénomènes de combustion qui expliquent les effets fertilisants de l'arrosage, est moins abondant dans l'eau qui a filtré à travers le sol, que dans l'eau d'écoulement superficiel; tandis qu'à l'inverse, l'acide carbonique et l'acide sulfurique augmentent. Par l'infiltration de bas en haut, les matières limoneuses, argiles et calcaires, ne se précipitent plus mécaniquement, et quand un peu de potasse est absorbé, c'est dans le sous-sol.

(i) Abcl Corbière, Journ. agric. prat., i852, t. XVI, p. 447.

Si donc la conclusion de Kônig se vérifie, à savoir, que l'emploi de l'eau est d'autant plus parfait que la végétation est plus active, et que les principes nutritifs sont directement absorbés par les plantes (i), c'est qu'il doit y avoir dans l'action oxydante et épurante du drainage combiné avec l'irrigation, le moyen de fournira la végétation les éléments nécessaires , par l'eau souterraine qui s'infiltre dans la couche végétale, ou qui se déverse par intermittence à la surface. Cette question très complexe, étudiée comparativement par Kônig et Bôhmer sur divers procédés d'irrigation associés au drainage, reviendra plus loin quand nous aurons à traiter de la consommation d'eau.

Les objections pratiques contre les systèmes combinés ne sont pas moins sérieuses. En présence d'avantages plu tôtthéoriques, tels que le maintien de l'eau dans le terrain à un niveau capable de mettre les récoltes à l'abri des excès d'humidité et de sécheresse; la régularité et l'économie de la distribution de l'eau dans le sol; la possibilité d'employer des eaux fertilisantes, etc., les inconvénients subsistent, à savoir : le coût des drains, surtout quand ils doivent être étanches et munis d'appareils spéciaux; l'obligation d'arroser aux mêmes points; la complication du service ; les frais d'entretien, etc. On ne saurait nier que dans le système qui exige, outre l'établissement des tranchées, la pose de conduites étanches suivant la plus grande pente, quand il s'agit d'assèchement, et suivant l'horizontale avec pente artificielle, quand il s'agit d'arrosage, on doit hésiter devant la dépense de regards-vannes, quelque simples qu'ils puissent être, communiquant avec les colateurs et entre eux, à l'aide de bondes de divers systèmes (2). Cette dépense est

(1) Voir tome Ier, p. 96.

(a) Journ. agric. prat.y 18 17, t. XX VII, p. 266.

LES IRRIGATIONS. 58g

évidemment très onéreuse pour des prairies où l'on ne recueille que des foins de qualité souvent moyenne, sinon médiocre.

a. METHODE PETERSEN.

Plusieurs procédés combinant remploi du drainage et de l'irrigation ont été proposés et appliqués, parmi lesquels ceux connus en Allemagne sous le nom de méthodes Petersen et Abel.

C'est dans la Silésie et le Schleswig-Holstein que la méthode Petersen, dont on a fait beaucoup de bruit dans le monde agricole, s'est d'abord développée, pour se répandre ensuite dans quelques autres provinces allemandes où elle est restée en vogue. Ses applications aux prairies, aux jardins et aux terres cultivées en pays plat, semblent avoir réussi lorsque le sol n'est pas très perméable. Il suffit que le terrain offre une pente suffisante pour faire arriver l'eau à om,45 de profondeur ; excepté dans les prairies où la profondeur doit atteindre om,66.

Installé d'abord par l'inventeur sur ses propres prairies de Wittkiel, dans le Schleswig, le système Petersen comporte deux espèces de drains. Les drains principaux de om, 1 1 à om, 1 2 de diamètre sont placés à om,8o de profondeur; les drains secondaires, branchés à om,o8 environ au-dessous des précédents, ont une pente de om,o3 par 20 mètres et une largeur qui varie entre om,o35 de l'extrémité au milieu, et om,045 du milieu au point d'embranchement. Ces drains secondaires sont disposés à une distance de 5 à 6 mètres, suivant la nature du terrain.

Le système se distingue des autres en deux points: l'appareil de fermeture, placé à la jonction des drains secondaires et du drain principal , qui permet d'arrêter

5go

à volonté le jeu des drains; et la direction même des drains suivant la plus grande pente, quand il s'agit des collecteurs , et suivant les lignes de niveau , quand il s'agit des drains secondaires.

Comme conditions indispensables, le système ainsi défini exige que le terrain puisse être drainé , c'est-àdire qu'il y ait pour l'eau qui s'écoule une différence de niveau suffisante, et qu'elle puisse être amenée à la

Fie. 352. — Vue perspective de l'installation du système Petersen.

surface, bien qu'en quantité moindre que pour l'irrigation par déversement.

Dans la figure 352 la disposition du système Petersen est indiquée en perspective. F désigne le canal d'amenée ; g une rigole de déversement, l'irrigation se faisant par planches; b b les drains secondaires, dirigés horizontalement vers le drain principal a. En d se trouve la fermeture spéciale pour arrêter l'écoulement, ou bien le laisser s'opérer en plein, ce qui, grâce à l'introduction de l'air à volonté dans les pores du terrain, nitrifie les matières organiques; en même temps que les matières minérales sont rendues assimilables pour les besoins des plantes. Un avantage essentiel consiste dans une dépense

LES IRRIGATIONS. Sgt

d'eau des plus faibles, de 10 à 20 litres par seconde et par hectare. D'après Turrentin, elle peut se réduire à 12 litres (1).

L'eau s'écoulant d'un niveau est reprise par le suivant, moyennant la fermeture d'un tampon, placé plus loin, qui la fait remonter dans le sol au niveau voulu, tandis que Peau superficielle servant à l'arrosage pénètre de haut en bas, mais en moins grande quantité. Les drains secondaires sont disposés horizontalement suivant les lignes de niveau, en vue d'obtenir une hauteur d'eau égale partout, lors de la fermeture.

L'appareil qui règle Parrivée de Peau dans les drains principaux a été d'abord exécuté par Petersen, sous forme d'un manchon prismatique, en planches brutes, de 1 mètre de longueur sur om,20 à om,25 de côté, descendu perpendiculairement en terre jusqu'au drain et relié avec lui à la partie inférieure par un tuyau horizontal également en bois, de 1 mètre de longueur, dans lequel l'obturation a lieu par un tampon. Une tige fixée à peu près vers le milieu du tampon, à l'une des parois du manchon, dépasse au jour pour permettre la manœuvre; elle est maintenue dans une échancrure du couvercle.

Ce mode de fermeture a souvent varié depuis. Petersen a substitué ainsi au tampon en bois, un cône de terre cuite, garni de zinc (fig. 353). L'ingénieur de Trêves, Knipp, a imaginé de son côté un obturateur en fonte, garni d'une rondelle de cuir fort, fonctionnant dans un manchon également en fonte, à la partie inférieure (fig. 354). Raumer (2) a établi enfin une soupape qui paraît être la plus usitée : nous donnons le dessin de la partie inférieure du manchon; élévation et coupe

(1) C. Turrentin, Der Wiesenbau nach der neuen méthode Petersen, Schleswig, 1864.

(2) Raumer, Das Petersen' sche Be-und-Entmtsserung System , Berlin, 1870.

(iig. 355). De nombreux systèmes dus encore à Veergard, à Toussaint, à Weig, etc., témoignent de la difficulté pratique d'obtenir un appareil résistant, durable, hermétique et facile à manœuvrer sûrement.

La légende des différents regards que nous venons de mentionner est la suivante :

Fie. 353. — Regard Pktersen a tampon conique.

Regard Peter sen (fig. 353); coupe verticale : AA, manchon ou caisse en planches brutes; B, tuyau en bois entrant dans le drain principal ; C , intérieur du manchon;

E , tampon conique en terre cuite , bordé de zinc ; aay couvercle du manchon ; d , tige de manœuvre du tampon.

Regard Knipp (fig. 354); coupes verticales; obturateur en fonte ouvert et à demi ouvert :

KK , partie supérieure en bois du manchon ;

O O , partie inférieure en fonte du manchon ;

E , obturateur en fonte avec rondelle de cuir fort ;

L, tige en fil de fer manœuvrant l'obturateur;

M , anneau servant à accrocher la tige à la hauteur voulue.

Regard Raumer (fig. 355); élévation et coupe verticale : ee, drain principal; c, drain secondaire; g , soupape à boulet avec sa chaîne.

Fie. 354. — Regard Knipp a obturateur en fonte.

Le nombre de regards à installer sur le drain principal dépend de la pente du terrain; il n'est pas nécessaire d'en placer à chaque croisement des drains secondaires. Même en cas de pente faible, ces drains ne doivent pas être écartés de plus de 12 mètres; quant à leurs dimensions et à leur profondeur, elles sont déterminées parles conditions ordinaires du drainage.

Petersen attache la plus grande importance à la prét. ir. 38

paration du terrain et à la nécessité d'aérer le sol toutes les 24 heures, pour faciliter l'action oxydante et épurante de l'eau qui, dans le sous-sol, exige des précautions spéciales, suivant les matières dont elle est chargée.

En pratique, l'installation du système s'opère comme il suit : à l'automne, on procède aux travaux de drai-

Fic. 35?. — Regard Raumer, avec soupape a boulet.

nage pour qu'avant l'hiver le terrain drainé puisse être labouré et mécaniquement ameubli. Quand le terrain est très humide, on choisit la saison la plus sèche pour exécuter les travaux. Les soupapes et les regards sont placés en même temps que les drains. Au printemps, on exécute les nivellements et le régalage des terres, en les réduisant autant que possible d'après l'étude du projet; puis, on creuse les canaux et les rigoles d'arrosage. Dans le but d'obtenir un sol très poreux et ameubli , Petersen a

LES IRRIGATIONS. 5g5

conseillé de semer d'abord des plantes, ou espèces pivotantes et à feuilles, qui concourent à sa division. Pour les prairies, la consommation de graines qu'il indique comme semence, s'élève de 40 à 5o kil. par hectare, mais certains mélanges ne comportent que 3o à 40 kil.

Deux recommandations de l'agronome de Wittkiel son importantes à noter. La première a pour objet d'éviter de faire directement monter l'eau du sous-sol dans la couche arable; il importe au contraire de la rassembler dans les tuyaux à soupapes pour qu'elle s'écoule de nouveau par le haut sur la planche suivante, ou sur le terrain limitrophe. Fuchs fait observer (1) qu'en brevetant en 1861 le regard avec tampon conique (fig. 353), Petersen a caractérisé sa méthode; ce que les écrivains qui l'ont décrite ou modifiée ne semblent pas avoir compris. La seconde instruction a pour but d'empêcher que l'eau ne reste stagnante. Il faut, en conséquence, toujours veiller à la renouveler afin que le sol soit aéré, et ne pas trop arroser pendant la première année; un pré nouvellement installé ne comporte pas de pacage, ni de charrois.

Le système d'arrosage est simple, on ferme les soupapes sur le point où Ton veut de l'eau; celle qui a pénétré dans les drarns, arrêtée par la fermeture, s'échappe parles interstices des tuyaux, et en peu de temps imbibe la terre jusqu'à la surface. Quand une planche est suffisamment baignée, on passe à la suivante, en opérant de la même manière par la fermeture de la soupape suivante.

Pour soutirer l'eau, ou drainer, on ouvre au contraire tous les appareils, et l'eau s'écoule des drains secondaires dans le drain principal, conduisant au cours d'eau ou au puisard.

[1) E. Fuchs, Dcr Pelerscnche Wiesenbau, Berlin, i8S5, p. 100.

5gô LES IRRIGATIONS.

Suivant que les terrains sont naturellement drainés, ou bien en prairie, le système se modifie. Dans le dernier cas, le sol n'est pas défoncé, mais le gazon est découpé sur l'emplacement des drains et des rigoles, et remis en place. Quand on arrose par submersion, au lieu de recourir au déversement, les compartiments sont endigués, d'après la variante introduite par Weig (i).

Dans les nombreuses applications du système ordinaire, les résultats ont été favorables sur les terrains qui ne pouvaient se passer de drainage, c'est-à-dire à peu près imperméables, et pour des installations bien faites et bien conduites.

Les frais d'entretien des rigoles et des drains, d'après Hilmer-Suderburg, ne s'élèveraient pas à plus de 1 5 francs par hectare et par an.

Quant à la dépense de premier établissement, elle est beaucoup plus forte que dans l'irrigation naturelle, mais moindre que dans l'irrigation par planches en ados. Le drainage étant complet, on obtient les mêmes produits en consommant moins d'eau que par l'irrigation ordinaire appliquée à des terres non drainées; toutefois une surveillance continue est indispensable, surtout lorsqu'il s'agit de surfaces un peu étendues.

D'après une série d'exemples détaillés par Fuchs, le rendement moyen des prairies Petersen serait de 2,900 k. de foin par hectare. Nous citons ci-après quelques-uns des rendements obtenus :

Tonne* de foin par hectare.

Prairie de deux ans, première coupe 2.730

— de trois ans , première coupe 3 . 1 20

(i) E. Fuchs, loi: cit., p. 174.

LES IRRIGATIONS. 5g7

— de six ans ; par un été sec ( i 868 ), l'eau étant

en faible quantité , et le regain laissé pour pâture 2.400

— de 5 .800 m. carrés, à Rdgen (Schleswig), ins-

tallée en juin 1867, après deux années;

produit de deux coupes 1 .400

— à Wittkiel ( 1 87 1 ), en une coupe (minimum). 1 . 600

— à Stirpe, près de Munster, rendementdouble

en foin de qualité meilleure que celui des prés ordinaires.

— de Werl ( Westphalie) installée par Marten-

sen 2 . 200

— à Stodkow, près de Turek (Pologne); 3 coupes. 2.400

Au point de vue de la qualité du foin obtenu, il résulte des essais faits par le professeur Omler, en 1873, que le rapport des substances azotées aux substances non azotées est le suivant :

Rapport.

jA 1 : 5.1

Herbe des prés Pctersen, à Wittkiel... (B 1 : 3.6

— d'un pré Pctersen, près do Sand-

bock D 1 : 5.6

— d'un pré naturel sur le même

terrain E : : 7.8

ÎV 1:10.4

Enfin, comme installation, nous citerons l'exemple de l'irrigation exécutée sur la prairie de Wersingavve, en Silésie, d'une contenance de 7 hectares 1 5 ares et 43 mètres carrés. C'est le dernier travail auquel Petersen ait pris part personnellement; le projet daté du mois d'octobre 1882, ayant été mis à exécution par son associé Thomsen. Le plan (fig. 356) montre la disposition générale du système. La prairie de Wersingavve est divisée

5g8 LES IRRIGATIONS.

en deux parties n09 i et 2, pourvues chacune d'un drain

principal, ou collecteur GG* et HH'; une rigolede régularisation a b sépare les deux parties du pré supérieur. Le canal d'amenée figuré de Aen B, porte en A une écluse qui alimente la rigole de distribution A C D; et en C, une vanne pour l'arrosage du compartiment n° 3 ; la rigole d'écoulement E G H, avec écluse en E, alimente la rigole de distribution E F pour l'arrosage du compartiment n° 1. La sortie des eaux a lieu en I. Les cotes indiquent les niveaux et les différentes ponctuations des lignes ou drains dont le diamètre varie entre o^oSS et

om,i4-

Les dépenses d'installation de la prairie Wersingawe ont été les suivantes (1 :

fr.

Tuyaux de drainage : 1 8. 5oo environ 612.50

Tranchées, pose des drains et comblée 740.00

Soupapes au nombre de 38 1 55.f>o

Caisses en bois pour regards et soupapes, à

2 fr. 5o l'une 95.00

Tuyaux coudés : 14 m 175.00

Pose des soupapes 7 1 . 3o

Nivellement du terrain, environ 1.375.00

Canaux d'amenée et rigole de régularisation.. 81.20

Rédaction du projet, plans et devis 35o.oo

Ciment, matériaux divers et frais imprévus.. 19.40

3.675.00 Kt en y comprenant 450 francs pour la graine et l'ensemencement , soit 450.00

Ensemble francs . 4.125. 00

Elles représentent 576 francs par hectare. Dans la prairie de Lodenau, près de Rothenburg (Oberlansitz), d'une superficie de 47 hectares 66 ares, la dépense comprenant les frais de labour, de fumure et d'ense-

(1) E. Fuchs, toc. cit., p. 200.

6oo LES IRRIGATIONS.

mencement, s'est élevée à 918 fr. 5opar hectare. Dans le domaine d'Oldenstadt, une prairie de 4 hectares a coûté, pour son établissement tout compris, ç5o francs par hectare.

Méthode Rôrolle. — Rérolle, professeur à l'école d'agriculture de la Saulsaie, a proposé un système analogue à celui de Petersen, reposant sur remploi des tuyaux ordinaires de drainage, assemblés d'une manière étanche, et munis de tuyaux verticaux dont l'écartement maximum était égal à celui des tranchées entre elles. Les joints étanches s'obtenaient à l'aide d'un moule à rondelle de bitume. Pour pouvoir utiliser l'eau en la ramenant plusieurs fois à la surface, des regards-vannes en bois étaient placés sur les collecteurs, de telle façon qu'on pût les ouvrir ou les fermer à volonté, au moyen d'un bondon conique. L'orifice du collecteur fermé, l'eau remontait à la surface et tombait dans une rigole d'irrigation. Les collecteurs étaient établis suivant les courbes de niveau avec pente artificielle, et les drains d'assèchement suivant la ligne de la plus grande pente ( 1 ).

Les regards-vannes exécutés en mortier de ciment, comprenaient deux tuyaux verticaux juxtaposés x r, (fig. 357, communiquant à la partie supérieure A par un ou plusieurs trous que l'on bouchait à volonté, et à la partie inférieure par deux orifices V et S; l'orifice S étant toujours ouvert, celui en V pouvait se fermer et s'ouvrir à l'aide d'un bondon conique.

Pour faire une irrigation souterraine, on ouvrait l'orifice V du regard destiné à fonctionner, et on fermait les orifices V des autres regards, de telle sorte que l'eau prenant dans tous les regards sensiblement le même niveau se répandait dans les drains qui irriguaient par infil-

(1) Barrai, Irrigations; Engrais liquides, p. 466

tration. Pour faire une irrigation superficielle, on procédait d'une manière inverse, l'eau s'écoulant par les orifices, de A dans la tuyau Y, et remontant pour se déverser en nappes minces dans les rigoles de distribution par des regards spéciaux (1).

Fie. 357. — Méthode Rérolle; coupe et plan des regards-vannes.

Quelque ingénieux que puisse être le système Rérolle, on comprend que la dépense de conduites étanches, de regards-vannes conformes aux deux modèles représentés (fig. 35-), et les frais de manœuvre et d'entretien, ne

(1) Un des regards, dans la figure 357, se compose de deux tuyaux verticaux juxtaposés K et H, communiquant chacun par un orifice avec le collecteur E. Le trou du tuyau H étant fermé par un bondon conique, les deux tuyaux communiquent entre eux à diverses hauteurs en C C, lesdrains F F débouchant en H.

lui aient pas valu aucune application en France, malgré l'engouement dont le système Petersen a joui en Allemagne.

b. DRAINAGE ET DÉVERSEMENT COMBINÉS.

Le drainage, indispensable pour assainir les terrains à sous-sol peu perméable, ne peut être associé à l'irrigation de la surface mise en prairie, ou en terres labourables, qu'à la condition d'être installé dans ce but spécial ; le réseau des rigoles de colature peut alors être remplacé par celui des collecteurs qu'alimentent les drains secondaires, suivant la pente principale du terrain.

Cette disposition est représentée dans la figure 358 ; les lignes ponctuées indiquent les courbes de niveau; les traits pleins, les drains souterrains; et les traits doubles, les rigoles d'irrigation.

Soit c a le canal d'amenée des eaux, situé à la partie supérieure du terrain, et d b un ruisseau à la partie inférieure, qui recueille les eaux superflues, deux canaux de distribution a b et c d sont établis sur les lignes de faîte, et sur ces deux canaux s'embranchent, à droite et à gauche, une série de rigoles d'irrigation / / /, tracées avec une pente moyenne de o!n,oo2 à om,oo3 par mètre. Entre les deux canaux de distribution a b et c d, un drain collecteur principal e f, dirigé dans le thalweg, aboutit en /dans un autre collecteur, parallèle au ruisseau et débouchant en k. D'autres drains, g g g, placés en amont de chaque rigole d'arrosage, à une distance variant entre im,5o et 2 mètres, mais offrant plus d'inclinaison, reçoivent l'eau des plus petits drains, h h h, dirigés suivant la plus grande pente. Les extrémités en

LES IRRIGATIONS. 6o3

Fie. 358. — Plan d'une prairie drainée, avec irrigation