8. OUVRAGES DE TRANSPORT DE L'EAU

8.0   Introduction

1. Plusieurs types d'ouvrages peuvent servir à transporter l'eau dans une ferme piscicole. Le canal à découvert est le plus couramment employé; une étude détaillée figure aux sections 8.1 à 8.6. Nous étudierons ensuite d'autres types d'ouvrages communément utilisés, notamment les suivants:

• aqueducs simples pour transporter l'eau au-dessus du sol (voir section 8.8);
• canalisations courtes pour acheminer l'eau par-dessus ou par dessous un autre ouvrage, tel qu'un canal ou une voie de desserte (voir section 8.9);
• siphons simples pour franchir un obstacle, par exemple la digue d'un étang (voir section 8.9).

8.1   Types de canaux à découvert

1. Les fermes aquicoles sont équipées de divers types de canaux à découvert pour le transport de l'eau, généralement par gravité*; on distingue quatre principaux types d'utilisation:

• canaux d'alimentation pour amener l'eau depuis la prise d'eau principale jusqu'aux étangs; une ferme importante qui possède plusieurs groupes d'étangs en dérivation a habituellement un canal d'alimentation principal, qui se divise en canaux secondaires et même tertiaires;
• canaux de drainage pour évacuer l'eau des étangs, par exemple vers une vallée;
• canaux de dérivation pour détourner des étangs de barrage les débits d'eau excédentaires;
• canaux de protection pour détourner des étangs d'élevage les eaux de ruissellement.

2. Le présent chapitre vous fournira des indications concernant les canaux d'alimentation, de drainage et de dérivation. Des indications complémentaires concernant les canaux ou fossés de protection vous seront données à la section 11.5.

Canaux ouverts pour une petite ferme piscicole Note. Voir également à la page 83.

8.2   Conception des canaux

1. Tous les canaux doivent être soigneusement conçus de façon à avoir la capacité de débit requise. Or, la conception d'un canal repose sur l'application de formules mettant en rapport sa capacité de débit, son profil, sa pente ou perte de charge effective et la rugosité de ses parois. La relation de Manning est la formule le plus couramment employée:

v = (1 ÷ n) (R^2/3) (S^1/2)    

avec
        v = vitesse de l'eau dans le canal;
        n = coefficient de rugosité des parois du canal;
        R = rayon hydraulique du canal;
        S = pente réelle du fond du canal.

2. Ces termes vous seront précisés par la suite, mais considérons tout d'abord quelques-uns des facteurs fondamentaux pour la conception d'un canal.

Quel profil de canal adopter

3. Les canaux peuvent avoir différents profils, le profil semi-circulaire étant en principe le plus efficient. Toutefois, ce dernier ne convient pas dans le cas des canaux de terre, et son utilisation est donc généralement limitée aux canaux surélevés* en béton préfabriqué ou en plastique.

4. Dans les fermes piscicoles, les canaux sans revêtement d'étanchéité ont la plupart du temps une section transversale de forme trapézoïdale, définie par les éléments suivants:

la largeur (b) de son fond (ou plafond) horizontal; la pente (z:1) des parois latérales; la profondeur maximale de l'eau (h); la revanche* (f) permettant d'éviter tout débordement. 5. Les canaux munis d'un revêtement d'étanchéité de brique ou de béton peuvent aussi avoir un profil transversal rectangulaire(voir section 8.3).

Choix de la pente des parois latérales d'un canal trapézoïdal
6. Comme nous l'avons vu plus haut pour les digues d'étang, la pente des parois latérales d'un canal trapézoïdal est donnée habituellement par la valeur d'un rapport, par exemple 1,5:1. Ce rapport est égal par définition à la variation de distance horizontale (ici 1,5 m) par mètre de distance verticale. La pente latérale peut aussi s'exprimer par l'angle de la paroi par rapport à la verticale, mesuré en degrés et minutes.

7. La valeur qu'il convient de choisir pour la pente des parois latérales d'un canal de terre de section trapézoïdale dépend du type de de sol dans lequel les parois sont creusées (voir tableau 34).La pente des parois peut être d'autant plus forte que le matériau du sol est plus stable. S'il s'agit d'un canal à revêtement d'étanchéité, la pente des parois est également fonction du type de revêtement employé.

TABLEAU 34 Pente des parois latérales de canaux trapézoidaux creusés dans divers types de sols

Choix de la pente du fond d'un canal

8. La pente longitudinale du fond des canaux de terre dépend des caractéristiques topographiques présentes:

• en terrains très plats, la pente du fond peut être réduite à zéro (canal horizontal) ou tout au plus maintenue à une valeur minimale de 0,05 pour cent, soit 5 cm pour 100 m;
• en terrains plus accidentés, la pente du fond devrait être limitée à une valeur comprise entre 0,1 et 0,2 pour cent, soit 10 à 20 cm pour 100 m, afin d'éviter un écoulement trop rapide de l'eau dans les canaux et l'érosion de leurs parois.

9. Si nécessaire, le niveau du fond du canal peut être diminué par la construction de seuils dans le canal (voir section 8.7).

10. Dans le cas de canaux à revêtement d'étanchéité de briques ou de béton par exemple, la pente du fond peut être plus forte, compte tenu du risque d'érosion moins important.

Détermination de la vitesse d'écoulement maximale dans les canaux

11. La vitesse d'écoulement de l'eau dans les canaux à découvert varie selon la profondeur et la distance par rapport aux parois. A proximité du fond et au voisinage des bords, l'eau s'écoule moins rapidement. Lors de la conception d'un canal, l'attention porte d'ordinaire sur la vitesse moyenne de l'eau calculée sur toute la section transversale du canal.

12. La vitesse moyenne maximale admissible dans un canal pour éviter l'érosion dépend du type de sol (voir aussi le manuel nº 6, le sol, section 12.3), ou du matériau de revêtement. Les valeurs maximales admissibles des vitesses d'écoulement dans les canaux ordinaires et dans les canaux surélevés, pour divers types de sols et de revêtements, sont indiquées au tableau 35.

TABLEAU 35 Vitesses moyennes maximales admissibles de l'eau dans les canaux ordinaires et les canaux surélevés

Calcul des caractéristiques géométriques du canal et de son rayon hydraulique R

13. La connaissance de la largeur du fond b (en mètres), de la profondeur d'eau maximale h (en mètres) et de la pente (z:1) des parois latérales permet de calculer aisément les caractéristiques suivantes du canal:  

la section transversale mouillée A (en mètres carrés); le périmètre mouillé P (en mètres), c'est-à-dire la longueur du périmètre de la section transversale effectivement au contact de l'eau, sans inclure la largeur B à la surface de l'eau (voir tableau 36, colonne 5); le rayon hydraulique R (en mètres), égal à l'aire A de la section transversale mouillée divisée par le périmètre mouillé P; on utilise souvent ce paramètre pour définir le profil du canal; la largeur en surface de l'eau B (en mètres), c'est-à-dire la distance séparant les deux berges à la surface de l'eau.

14. Les caractéristiques géométriques de la section transversale mouillée des canaux sont récapitulées au tableau 36 pour les trois types de profils les plus courants: rectangulaire, trapézoïdal et triangulaire.

Note: Plus le rayon R est Important, plus le débit du canal est élevé.  

TABLEAU 36 Géométrie de la section transversale immergée d'un canal

Abréviations:   b = largeur du fond du canal (m)   h = profondeur maximale de l'eau dans l'axe du canai (m)   z = facteur de pente des parois latérales: variation de distance horizontale par unité de distance verticale

Coefficient de rugosité d'un canal

15. Le coefficient de rugosité (n) exprime la résistance à l'écoulement créée par les parois latérales et le fond d'un canal. Plus n est grand, plus la rugosité des parois est importante et plus l'écoulement de l'eau dans le canai est difficile.

16. Le tableau 37 indique les valeurs du coefficient de rugosité observé dans différentes conditions; il indique également les valeurs inverses (1 ÷ n) qu'il convient d'utiliser dans les calculs.

TABLEAU 37 Coefficient de rugosité des canaux ordinaires et des canaux surélevés

Importance de la pente ou gradient

17. Dans les cas simples, vous pouvez supposer que la pente du fond du canai est dirigée vers l'aval. En fait, l'eau circulera dans un canal dans la mesure où le niveau d'eau à l'extrémité amont est plus élevé que le niveau d'eau à l'extrémité aval. Si le fond d'un canal est horizontal, le gradient peut être considéré comme étant égal à la différence de charge entre l'amont et l'aval. La pente S du fond du canal est exprimée en mètres de charge par mètre de longueur, par exemple S = 0,01 ou 1 pour cent. Le débit est d'autant plus Important que la valeur de S est élevée.

18. Il est à noter que pour obtenir un débit régulier et uniforme et réduire au minimum le risque de sédimentation, le canal doit être construit de façon que sa pente de fond suive la déclivité générale du terrain, c'est-à- dire que la profondeur d'eau demeure constante. En raison toutefois de leur plus grande facilité de réalisation, les fonds des canaux sont fréquemment construits horizontaux.

Estimation de la capacité de débit des canaux de terre

19. La formule de Manning peut être appliquée directement (voir paragraphe 25 de la présente section) ou peut être utilisée sous différentes formes simplifiées.

20. Si vous envisagez de construire un canal de section trapézoïdale standard comportant une largeur de fond b = 1 m, des pentes des parois latérales z:1 = 1,5:1 et une pente longitudinale très faible S = 0,0001- 0,0002 (0,01-0,02 pour cent), il est possible d'estimer la capacité de débit approximative Q (en mètres cubes par seconde) d'un tel canal, en supposant que la vitesse moyenne de l'eau sera de v = 0,3-0,5 m/s, comme suit:  

Q = aire de la section transversale mouillée x  v

Exemple

Si l'on choisit une valeur v = 0,3 m/s en raison de la rugosité relative des parois, la capacité de débit d'un tel canal est alors évaluée comme suit:

21. Une autre méthode simple consiste à utiliser un tableau indiquant des estimations de la capacité de débit d'eau pour un certain nombre de dimensions, de profondeurs d'eau et de pentes longitudinales de canaux. Le tableau 38 fournit des données de ce genre pour un canal de section trapézoïdale creusé dans un sol ordinaire, avec des pentes de parois latérales de 1,5:1.

TABLEAU 38 Capacité de transport des canaux de terre de section trapézoïdale (l/s) (pente des parois latérales 1,5:1; coefficient de rugosité 0,020-0,025)

Estimation de la capacité de débit des canaux à revêtement

22. Si vous envisagez de construire un canal rectangulaire revétu de briques, de parpaings ou de béton (voir section 8.3), vous pouvez évaluer sa capacité de débit (en litres par seconde) comme suit:  

Exemples de canaux rectangulaires revêtus

Conception d'un canal à l'aide de graphiques

23. Les graphiques facilitent également le calcul des canaux, notamment:

• le graphique 7, qui indique la capacité de transport des canaux de terre de section trapézoïdale à parois lisses, inclinées suivant une pente de 1:1 et une pente longitudinale du fond S = 0,1 pour cent;
• le graphique 8, qui indique la capacité de transport de canaux similaires mais à parois rugueuses.

24. Il y a deux façons d'utiliser ces graphiques:

a) Les caractéristiques du canal étant fixées, le graphique permet de déterminer sa capacité de transport.

Exemple

Soit un canal dont les caractéristiques sont les suivantes:

• largeur du fond = 1,20 m
• profondeur d'eau = 0,40 m
• pente des parois latérales = 1:1
• pente longitudinale du fond = 0,1 pour cent
• n = 0,020 (sol ordinaire)

Le graphique 7 permet de déterminer le point A, lequel correspond à une capacité de transport Q = 620 m³/h.

b) La Capacité de transport du canal étant fixée, le graphique permet de déterminer les caractéristiques géométriques requises.

Exemple

Si le canal doit avoir une capacité de transport Q = 425 m³/h et s'il doit être creusé dans un terrain pierreux (n = 0,035), avec une pente des parois latérales de 1:1 et une pente longitudinale S = 0,1 pour cent utilisez alors le graphique 8. En suivant la ligne Q = 400 m³/h, choisissez une valeur de la largeur du fond relativement importante (par exemple, 1,5 m) et déterminez le point A correspondant à Q = 425 m³/h. A partir de ce point repérez la profondeur de l'eau h = 0,30 m sur l'échelle de gauche.

Calcul de la capacité de transport d'un canal d'après la formule de Manning

25. Il est relativement simple de calculer directement la capacité de transport (en mètres cubes par seconde) d'un canal à découvert quelconque, dont le débit est régulier et uniforme en appliquant la formule de Manning sous la forme suivante:

Q = A (1 ÷ n) R^2/3 S^1/2

avec, comme vous l'avez vu plus haut:

A = aire de la section transversale mouillée (en mètres carrés) (voir tableau 36);
R = rayon hydraulique (en mètres) (voir tableau 36);
S= pente longitudinale du fond du canal;
n= coefficient de rugosité (voir tableau 37).

26. Pour faciliter les calculs, vous pouvez également consulter:

• le tableau 37, qui donne certaines valeurs de (1 ÷ n);
• le tableau 39, qui donne la valeur de Ö(1 + z² ) pour les valeurs courantes de z;
• le tableau 40, qui donne les valeurs des puissances un demi de S (S^1/2);
• le tableau 41 qui donne les valeurs des puissances deux tiers de R (R^2/3).

Exemple

Un canal trapézoïdal possède les caractéristiques suivantes:

• largeur du fond b = 0,50 m
• profondeur d'eau h = 0,40 m
• n = 0,030
• S = 0,003
• pente des parois latérales z:1 = 1,5:1

 Déterminez sa capacité de transport comme suit:

• A = (b + zh) h = [0,50 m + (1,5 x 0,40 m)] x 0,40 m = 0,44 m²
• (1 ÷ n) = 1 ÷ 0,030 = 33,33
• R = A ÷ [b + 2h (Ö(1 + z²)] = 0,44 m² ÷ [0,50 m + (2 x 0,40 m)(1,80)] = 0,44 m² ÷ 1,94 m = 0.227 m (tableau 39)
• R^2/3 = (0,227 m)^2/3 = 0,372 m (tableau 41)
• S^1/2 = (0,003 )^1/2 = 0,055 (tableau 40)
• Q= (0, 44 m²) (33,33) (0,372 m) (0,055) = 0,300 m³/S = 300 l/s

Calcul et vérification de la vitesse moyenne de l'eau dans le canal

27. Il existe plusieurs méthodes de calcul de la vitesse moyenne de l'eau dans un canal à découvert. Vous pouvez par exemple utiliser l'une des trois méthodes simples suivantes:

a) Connaissant le débit d'eau Q (en mètres cubes par seconde) transporté par un canal dont l'aire de la section transversale mouillée est de A (en mètres carrés), déterminez la vitesse moyenne de l'eau v (en mètres par seconde) par la relation: v = Q ÷ A

Exemple

Supposons que pour le canal ci-dessus Q = 0,300 m³/s et A = 0,44 m²,
alors v = 0,300 m³/s ÷ 0,44 m² = 0,68 m/s.

b) La vitesse moyenne de l'eau v (en mètres par seconde) peut aussi être calculée directement par la formule classique de Manning, avec l'aide des tableaux 37, 40 et 41:

v = (1 ÷ n) R^2/3 S^1/2

TABLEAU 40 Valeurs courantes de S1/2 Attention: S = pente longitudinale du fond du canal exprimée en unités de dénivellation (m) par unité de distance horizontale (m). Notez que S1/2 = Ö(S)

Mode d'utilisation du tableau: par exemple, si R = 0,227 m, délerminez la valeur de R^2/3:

• dans la première colonne, repérez la valeur de R à la première décimale près (0,2)
• suivez cette ligne vers la droite jusqu'à la colonne indiquant le chiffre de la deuxième décimale (2)
• notez ce chiffre = 0,364, qui correspond à la valeur recherchée pour R = 0,220 m
• suivez la ligne jusqu'à la colonne suivante vers la droite (3)
• notez ce nombre = 0,375, qui correspond à la valeur recherchée pour R = 0,230 m
• puisque R = 0,227 m est compris entre les deux valeurs ci-dessus, vous devez interpoler
• calculez la différence entre les deux nombres précédemment relevés: soit 0,375 - 0,364 = 0,011
• divisez cette différence par 10: 0,011 ÷ 10 = 0,0011
• multipliez le résultat par la troisième décimale de la valeur de R = 0,227 m: 0,0011 x 7 = 0,0077
• ajoutez ce résultat au plus petit des deux nombres relevés précédemment: 0,364 + 0,0077 = 0,3717 arrondi à 0,372 m
• R^2/3= (0,227 m)^2/3 = 0,372 m

  c) La vitesse moyenne de l'eau v (en mètres par seconde) peut être déterminée graphiquement par la relation:

v = C Ö(RS)

• C étant obtenu du graphique 9 en fonction du coefficient de rugosité (1 ÷ n, voir tableau 37) et du rayon hydraulique R (voir tableau 36);
• Ö(RS) étant obtenu du graphique 10 en fonction de R (rayon hydraulique) et de S (pente longitudinale du fond du canal).

Exemple

A partir de données identiques à celles de l'exemple précédent, déterminons:

• d'après le graphique 9, pour R =0,227m et (1 ÷ n) = 33,33,  C = 26
• d'après le graphique 10, pour R = 0,227 m et S = 0,003, Ö(RS) = 0,0262
• v = CÖ(RS) = 26 x 0,0262 = 0,6812 = 0,68 m/s

28. Une fois connue la vitesse moyenne v de l'eau (en mètres par seconde), il est possible de comparer cette valeur à la vitesse moyenne maximale admissible dans le canal considéré (voir tableau 35). La vitesse v calculée lors de la conception du canai doit être inférieure à la valeur maximale admissible, pour éviter l'érosion du canal.  

Exemple

Si le canal est creusé dans un limon sableux, la vitesse moyenne maximale admissible est égale à 0,8 m/s, et la valeur prévue  v = 0,68 m/s est acceptable.

GRAPHIQUE 9 Valeurs du coefficient C

GRAPHIQUE 10 Valeurs du coefficient Ö(RS)

Détermination des caractéristiques du canal trapézoïdal optimal

29. Si la capacité de transport Q (en mètres cube par seconde) d'un canal de terre trapézoïdal est connue (par exemple, une fois établi le projet d'aménagement de la ferme piscicole), il est facile de déterminer les caractéristiques du canal optimal. Procédez de la façon suivante:

a) En fonction de la qualité du sol, déterminez la vitesse moyenne maximale admissible v max (en mètres par seconde) d'après le tableau 35 et la pente des parois latérales du canal (z:1) d'après le tableau 34.

b) Relevez le coefficient de rugosíté n indiqué au tableau 37.

c) Calculez l'aire optimale de la section transversale mouillée (en mètres carrés) par la relation
A = Q ÷ v max.

d) Calculez la racine carrée de A, soit ÖA.

e) D'après le tableau 42, calculez les caractéristiques du canal optimal en multipliant cette valeur ÖA par les chiffres indiqués sur la ligne correspondant à la valeur choisie pour la pente des parois latérales z:1.

Exemple

Procédez comme indiqué ci-dessous pour déterminer les caractéristiques d'un canal trapézoïdal à creuser dans un sol limoneux ferme, de façon à obtenir une capacité de transport de 1,5 m³/s:

a) D'après le tableau 35, la vitesse maximale admissible est de v max = 1 m/s.

b) D'après le tableau 34, supposons une pente des parois latérales de 1,5:1.

c) D'après le tableau 37, supposons n = 0,025.

d) Calculez A = 1,5 m³/s ÷ 1 m/s = 1 ,5 m².

e) Calculez ÖA = Ö(1,5 m²) = 1,225 m.

f) Consultez le tableau 42 pour une pente des parois latérales de 1,5:1 et calculez comme suit les caractéristiques du canal optimal:    

profondeur de l'eau h = 0,689 ÖA = 0,689 x 1,225 m = 0,84 m

largeur du fond b = 0,417 ÖA = 0,417 x 1,225 m = 0,51 m

largeur à la surface de l'eau B = 2,483 ÖA = 2,483 x 1,225 m = 3,04 m

périmètre mouillé P = 2,905 ÖA = 2,905 x 1,225 m = 3,559 m

rayon hydraulique R = 0,344 ÖA = 0,344 x 1,225 m = 0,421 m

Détermination de la pente longitudinale du fond du canal

30. Pour un canal donné, la pente longitudinale S peut être calculée par la formule:

S = (nv ÷ R^2/3)²

avec

  n = coefficient de rugosité (voir tableau 37);
  v = vitesse moyenne de l'eau (en mètres par seconde);
  R = rayon hydraulique (en mètres) (voir tableau 41).  

Exemple

Pour le canal dimensionné ci-dessus:
S = [(0,025) (1 m/s) ÷ (0,421^2/3)]²
S = [0,025 ÷ 0,562]²
S = 0,002 = 0,2 pour cent

Pertes d'eau d'un canal de terre
31. Les pertes d'eau d'un canal de terre sont dues à l'évaporation (de 1 à 2 pour cent) et aux infiltrations (de 5 à 40 pour cent). Les pertes par infiltration, de loin les plus importantes, sont variables en fonction du type de sol dans lequel le canal est creusé:

Exemple

Un canal de terre creusé dans un sol de limon sableux a un périmètre mouillé P = 3,559 m. Si sa longueur totale est de 78 m, la surface de sol mouillée est de 3,559 m x 78 m = 277,6 m² . Les pertes totales par infiltration atteindront donc en moyenne 277,6 x 0,50 m³/jour = 138,8 m³/jour.

32. Lors de la conception des canaux d'alimentation, il est indiqué d'inclure un pourcentage de pertes d'eau de 10 à 20 pour cent en moyenne, suivant le type de sol en présence.

33. Si le canai est très long, il est également possible d'adopter une règle simple consistant à prévoir une perte de 10 pour cent des quantités d'eau transportées par kilomètre de canal.  

Exemple

Si vous disposez au niveau de la prise d'eau principale d'un débit de 100 l/s, vous aurez seulement 90 l/s au bout de 1 km et 81 l/s au bout de 2 km.

Choix de la revanche* du canal

34. Il a surtout été question jusqu'à maintenant de la notion de section transversale mouillée des canaux. Or, comme nous l'avons déjà mentionné brièvement au début, la hauteur des berges du canal doit être légèrement supérieure à la hauteur requise pour assurer une certaine capacité de transport, de façon à éviter les débordements. Cette hauteur supplémentaire des parois par rapport au niveau normal de l'eau est appelée la revanche.

35. La revanche est plus ou moins importante suivant le type de canal considéré:

• pour les canaux de terre, elle varie de 20 à 50 cm;
• pour les canaux à revêtement, elle varie de 10 à 20 cm.

36. Les sections qui suivent vous donneront des indications complémentaires sur la notion de revanche.

Réalisation de courbes sur les canaux

37. Sur certains emplacements, il est parfois nécessaire d'incurver le tracé du canal, par exemple pour éviter un objet topographique particulier ou pour mettre à profit tel élément de la topographie du lieu. Le tableau 43 indique la valeur minimale des rayons de courbure (Rm) praticables. En règle générale:

dans des sols fermes, Rm = 20 x largeur du lit (en mètres); dans des sols meubles, Rm = 30 à 50 x largeur du lit (en mètres). 38. Si nécessaire, surélevez la revanche à l'extérieur de la courbe et munissez-la d'un revêtement protecteur pour empêcher son érosion. Pour réaliser des virages plus serrés, il est préférable d'utiliser des bassins de tranquillisation (voir section 11.7) ou des bassins de jonction (voir section 8.7). TABLEAU 43 Courbure admissible du tracé des canaux Capacité du canal (m3/s) Rayon de courbe minimal (Rm) Canal avec  revêtement Canal sans revêtement < 0.3 100 m 40 m 0.3-3 150 m 60 m 3-15 300 m 100 m

Autres considérations pour le dimensionnement des canaux

39. Dans nombre de cas, vous pouvez avoir le choix entre plusieurs valeurs de la largeur du canal, de sa profondeur, de sa pente longitudinale, de la pente de ses parois, etc. Les quelques critères pratiques énoncés ci-dessous sont susceptibles de vous aider à fixer votre choix:

a) Si l'eau est chargée de vase, une vitesse trop faible facilitera le dépôt de la vase. Vous souhaitez probablement prévoir une zone spécifiquement réservée à cet effet.

b) Si vous devez traverser le canal, il est sans doute préférable de le rétrécir à cet endroit, éventuellement en garnissant les parois d'un revêtement.

c) Si les couches de sol sous-jacentes sont excessivement perméables ou difficiles à creuser, il est peut-être préférable de prévoir des canaux larges et peu profonds.

d) Si vous disposez d'engins de dimensions standard pour les travaux de construction et d'entretien, par exemple une lame de bulldozer ou une pelle de rétrocaveuse, vous choisirez sans doute les caractéristiques du canal en fonction de ces dimensions. De façon analogue, si vous réalisez un revêtement d'étanchéité à l'aide de feuilles de polyéthylène ou au moyen de dalles* de béton, vous souhaiterez probablement dimensionner le canal d'après les dimensions standard des matériaux employés.

e) Pensez à prévoir une capacité de transport suffisante pour les eaux de crue susceptibles d'atteindre le canal.

8.3   Canaux d'alimentation

1. Les canaux d'alimentation relient la prise d'eau principale aux diverses installations d'élevage de la ferme piscicole et, en particulier, aux étangs en dérivation. Ils peuvent être classés en canaux d'alimentation primaires (principaux), secondaires ou tertiaires suivant leur fonction à l'intérieur de la ferme.

Règles particulières concernant les canaux d'alimentation

2. Les règles suivantes doivent demeurer présentes à l'esprit lors du tracé et de la conception des canaux d'alimentation:

a) Le canal d'alimentation principal doit acheminer l' eau à la ferme par gravité* et jusqu'au point le plus élevé possible.

b) A l'intérieur des fermes piscicoles, les canaux doivent acheminer l'eau par gravité jusqu'à chaque installation.

c) Le niveau d'eau de chaque installation doit être suffisamment élevé pour permettre son drainage par gravité en toutes circonstances.

d) S'il faut utiliser le pompage, il est généralement plus simple de pomper l'eau dans un canal d'alimentation fonctionnant ensuite par gravité que de pomper l'eau de chaque étang. Evitez de devoir faire l'un et l'autre.

e) Le niveau du fond d'un canal d'alimentation doit de préférence se trouver à au moins 10 cm au-dessus du niveau normal de l'eau de l'étang qu'il alimente. Si toutefois le terrain est en pente très douce, la surface supérieure du canal peut se trouver à seulement 5 cm au-dessus du niveau normal de l'eau de l'étang.

f) La longueur du canal d'alimentation principal doit être aussi courte que possible. Si, par exemple, la pente longitudinale du cours d'eau est inférieure à 2 pour cent, il est préférable d'en surélever le niveau d'eau par un ouvrage de dérivation pour éviter de creuser un canal d'alimentation trop long (voir sections 8.2 à 8.9).

g) La pente longitudinale du fond doit être aussi faible que possible. Pour abaisser le niveau du canal (voir section 8.7), il est préférable d'utiliser des seuils.

h) Le canal principal doit être conçu de façon à permettre de remplir tous les étangs de la ferme dans un délai de cinq jours (surface totale des plans d'eau: 5 ha) à 30 jours (surface totale des plans d'eau: 25 ha).

Exemple

Les étangs d'une ferme piscicole de 4 ha contiennent 40 000 m³ d'eau. Ils doivent être remplis dans un délai de cinq jours, et le débit d'eau nécessaire à cet effet est par conséquent de Q = 40 000 m³ ÷ 5 jours = 8000 m³/j = 0,093 m³/s, Soit 93 l/s. Le dimensionnement du canal d'alimentation principal doit donc autoriser une capacité de transport de 93 l/s + 12 l/s (pertes d'eau) = 105 l/s.

i) Chaque étang doit être rempli dans un temps minimal en fonction de sa taille, allant de quelques heures pour les petits étangs à plusieurs jours pour les grands étangs. Son canal d'alimentation doit être dimensionné en conséquence.

j) Si possible, il est préférable de pouvoir remplir simultanément deux étangs. Le canal d'alimentation doit alors être dimensionné en conséquence.

k) Vous devez, dans la mesure du possible, normaliser les dimensions des canaux d'alimentation.

l) Les canaux d'alimentation doivent être creusés au-delà du dernier étang approvisionné vers un point de drainage, pour faire office de trop-plein et évacuer automatiquement de la ferme piscicole toute eau excédentaire.

m) S'il y a un risque de ruissellement excessif, vous devez construire un canal de protection (voir section 11.5).

Dimensionnement des canaux d'alimentation de terre

3. Pour des raisons de coût, les dimensions des canaux d'alimentation doivent être réduites au minimum. Lors du dimensionnement d'un canal d'alimentation, tenez compte des principes suivants:

a) Si vous choisissez la valeur minimale de la section transversale mouillée A, il vous faudra peut-être augmenter la vitesse v de l'eau pour atteindre la capacité de transport Q requise, en vertu de la relation
Q = vA. Veillez à ne pas dépasser la vitesse moyenne maximale admissible (voir tableau 35).

b) S'il s'avère nécessaire d'accroître la capacité de transport d'un canal, il vaut mieux l'élargir que l'approfondir.

c) Un canal peu profond est plus facile à entretenir qu'un canal profond.

d) Par contre, les pertes par infiltrations sont habituellement plus importantes dans la couche de terre superficielle. Si les ressources en eau sont limitées, il pourrait alors être préférable d'utiliser un canal plus profond.

Quand utiliser des canaux d'alimentation à revêtement

4. Il peut être nécessaire de devoir utiliser des canaux d'alimentation munis de revêtements d'étanchéité dans les cas suivants:

• les ressources en eau sont limitées et les infiltrations dans le sol sont importantes;
• le matériau de revêtement envisagé est disponible sur place à un coût raisonnable;
• les canaux d'alimentation doivent être construits sur la crête des digues d'étang;
• les canaux d'alimentation doivent être creusés dans des sols particulièrement vulnérables à l'érosion.

5. Dans certaines situations particulières, il peut s'avérer plus avantageux de réaliser le revêtement des canaux d'alimentation avec, par exemple, de l'argile, des briques cuites, des parpaings de béton ou du béton. Il est également possible d'utiliser des feuilles de caoutchouc butylique ou des feuilles épaisses de polyéthylène, mais il faut prendre soin de ne pas les endommager au moment de la pose; elles sont d'ordinaire posées une à une de façon à pouvoir ancrer une série de feuilles en enfouissant leurs deux bords supérieurs dans de petites tranchées; des éléments de béton préfabriqués de profil semi- circulaire, carré ou rectangulaire peuvent aussi être utilisés à cet effet, comme c'est couramment le cas pour les réseaux d'irrigation.

Points importants concernant les canaux d'alimentation à revêtement d'étanchéité

6. Les canaux d'alimentation à revêtement d'étanchéité présentent plusieurs avantages:

• les pertes d'eau sont très réduites, puisqu'elles ne dépassent pas en moyenne 30 l/m² de périmètre mouillé par jour;
• les dimensions des canaux peuvent être relativement réduites, par exemple lorsqu'on choisit une section rectangulaire ou semi-circulaire;
• la pente longitudinale du fond  peut être augmentée, puisque la vitesse maximale admissible est plus élevée (voir tableau 35), ce qui peut contribuer à réduire les dimensions de la section;
• les canaux peuvent être construits au-dessus du sol ou être enterrés en partie, ce qui peut permettre de diminuer considérablement les travaux de terrassement;
• leur entretien est plus facile et moins coûteux;
• ils ne sont pas endommagés par les animaux fouisseurs;
• ils ne se détériorent pas lorsqu'ils sont maintenus à sec.

7. Parmi les principaux problèmes que peuvent poser les revêtements d'étanchéité des canaux, citons les suivants:

• la détérioration des joints, en particulier pour les revêtements de béton;
• la fissuration du revêtement due au tassement des remblais, à l'érosion des matériaux, au gonflement des sois argileux ou à la très mauvaise qualité du béton;
• la présence de fissures dans les joints et la propagation de mauvaises herbes dans ces fissures, qui provoquent souvent la détérioration progressive des revêtements;
• des investissements initiaux  plus importants;
• les revêtements souples risquent de se déchirer, de durcir au soleil ou de sortir de leurs tranchées d'ancrage.

8. Les dimensions habituellement choisies pour les canaux à revêtement d'étanchéité varient suivant le type de section utilisé:

• pour les sections transversales rectangulaires, voir section 8.2;
• pour les sections transversales trapézoïdales, la largeur du fond du canal varie normalement de 0,5 h à 1 h, h étant la profondeur de l'eau dans le canal.

8.4   Comment préparer la construction d'un canal

1. Vous avez déjà appris dans le manuel 16, La topographie (sections 8.2 et 8.3), comment procéder dans un premier temps au levé du tracé éventuel du canal reliant la prise d'eau principale aux étangs, en implantant les courbes de niveau et en étudiant une série de profils (profil longitudinal et profils en travers).

2. Vous avez également appris à piqueter l'axe du canal, une fois que son tracé a été défini, compte tenu de la présence éventuelle de sols rocheux déterminée par des sondages à la tarière (voir manuel 6, Le sol). Si nécessaire, déterminez l'emplacement des seuils à construire pour éviter des pentes de fond trop fortes (voir section 8.7).

3. Vous devez à présent procéder soigneusement au piquetage de la section transversale du canal.

4. Si le canal est entièrement creusé et n'exige pas la construction de berges artificielles: de part et d'autre des piquets axiaux, placez des piquets de fond indiquant la largeur du fond du canal; de part et d'autre des piquets axiaux, placez des piquets de talus définissant la ligne d'intersection des talus du canal avec la surface du sol. Sur un terrain en pente, déterminez la distance, comme indiqué aux paragraphes 8 et 9 ci-après.

5. Si le canal a deux berges artificielles, sa section transversale étant réalisée à la fois par déblai* et remblai*:

• de part et d'autre des piquets axiaux, placez des piquets de fond et des piquets de talus comme ci-dessus, de façon à indiquer les limites de la section transversale en déblai;
• de part et d'autre des piquets axiaux, placez des piquets axiaux de berge, séparés par une distance demeurant constante, dans la mesure où la section du canal reste inchangée;
• à l'extérieur des piquets axiaux de berge, placez les piquets de talus de berge indiquant les limites de la section transversale en remblai.

6. Si le canal est creusé sur le flanc d'une colline et s'il comporte une berge artificielle  édifiée du côté aval, le fond du canal doit toujours être creusé (déblai) sur toute sa longueur:

• de part et d'autre des piquets axiaux, placez des piquets de fond et des piquets de talus comme indiqué ci-dessus, de façon à  délimiter la partie en déblai de la section transversale;
• en contrebas des piquets axiaux du canal, placez les piquets axiaux de la berge artificielle, et ce à une distance constante de l'axe du canal, dans la mesure où la section de ce dernier ne change pas;
• en contrebas de ces piquets axiaux de berge, placez les piquets de talus de berge, en indiquant les limites avales de la section transversale en remblai.

Equilibrez les terrassements en déblai et remblai

7. Dans la mesure du possible, faites en sorte que le volume des déblais équilibre celui des remblais. La meilleure façon de parvenir à ce résultat consiste à utiliser des représentations à l'échelle des profils en travers (voir manuel 16, La topographie, section 9.6).

Implantation des piquets de talus sur un terrain en pente

8. Les distances auxquelles il faut placer les piquets de talus par rapport à une ligne axiale varient en fonction de la pente du terrain. Pour déterminer correctement leur emplacement, il faut procéder étape par étape, par approximations successives, comme indiqué dans l'exemple qui suit.

9. La méthode à appliquer est basée sur le fait que la distance d (en mètres) séparant un piquet axial d'un piquet de talus doit être égale à:

d = (b ÷ 2) + (xz)    

avec
  b = largeur du fond du canal (en mètres);
  x = profondeur ou hauteur de déblai ou de remblai au niveau du piquet de talus (en mètres);
  z = pente des parois latérales ou rapport de la variation de distance horizontale à la différence de niveau correspondante.
   

Exemple

Un canal doit être creusé à flanc de coteau avec les caractéristiques suivantes: b = 0,80 m et z = 1,5.
Le piquet de talus doit être placé à gauche du piquet axial du canal.

10. Si l'on considère les données de cet exemple, il y a lieu de procéder sur le terrain comme suit:

a) A partir d'une station de nivellement fixe située en Q, définissez la ligne de visée horizontale WY à l'aide d'un niveau à visée (voir manuel nº 16/1, Pisciculture continentale: la topographie, sections 5.4 à 5.9).

b) Mesurez la hauteur AB = 0,30 m à l'emplacement du piquet axial.

c) D'après le plan du projet, vous connaissez le niveau du point C, sur l'axe du fond du canal, égal à E(C)=102,33 m.

d) Le profil longitudinal de l'axe du canal vous permet de déterminer le niveau du point B, soit E(B) = 102,73 m.

e) Calculez la hauteur BC = E(B) - E(C) = 102,73 m - 102,33 m = 0,40 m.

f) Calculez la hauteur AC = AB + BC = 0,30 m + 0,40 m = 0,70 m.

g) A titre de première approximation, placez la mire graduée en D et mesurez DG = 0,42 m.

h) Calculez x(D) = AC - DG = 0,70 m - 0,42 m = 0,28 m.

i) Déterminez par la formule (voir paragraphe 9 ci-dessus) la valeur calculée d(D) = (0,80 m ÷ 2) + (0,28 m x 1,5) = 0,82 m.

j) Mesurez la distance horizontale AG = 0,37 m. Cette distance est inférieure à la valeur calculée d(D). Le piquet de talus doit par conséquent être placé plus loin du piquet axial. k) En deuxième approximation, placez la mire graduée en E et mesurez E(H) = 0,53 m. l) Calculez x(E) =  AC - EH = 0,70 m - 0,53 m = 0,17 m. m) Déterminez par la formule la valeur calculée d(E) = (0,80 m ÷ 2) + (0,17 m x 1,5) = 0,655 m. n) Mesurez la distance horizontale AH = 0,73 m. Cette distance est supérieure à la valeur calculée d(E). Le piquet de talus doit par conséquent être planté plus près du piquet axial..
o) Rapprochez légèrement la mire graduée du piquet axial et placez la finalement en un point F pour lequel on obtient la mesure FK = 0,49 m p) Calculez x(F) = AC - FK = 0,70 m - 0,49 m = 0,21 m. q) Calculez d(F) = (0,80 m ÷ 2) + (0,21 m x 1,5) = 0,715 m. r) Mesurez la distance horizontale AK = 0,72 m. Cette distance est pratiquement égale à la distance calculée d(F), ce qui signifie que le point F constitue l'emplacement correct du piquet de talus F. s) Répétez les opérations ci-dessus en procédant à partir de la même station de nivellement Q, pour déterminer l'emplacement correct du piquet de talus L.

t) Répétez les opérations ci-dessus pour repérer, si nécessaire, les emplacements des piquets de talus de berge avec:

• b = largeur du sommet de la berge;
• z = pente de talus de la berge;
• x = hauteur de la berge (remblai) au niveau du piquet de talus.

Construction manuelle d'un canal de terre

11. La construction manuelle d'un canal de terre s'effectue en plusieurs étapes.

a) Repérez le tracé du canal par des piquets axiaux, de talus et de fond, en procédant comme ci-dessus. Tendez une corde résistante le long des piquets de fond pour repérer la première fouille. Creusez une tranchée aux parois verticales aussi large que le fond du canal:

• creusez jusqu'à 0,10 m au-dessus du niveau final du fond en utilisant les piquets axiaux comme points de référence;
• laissez suffisamment de terre autour des piquets pour qu'ils puissent rester en place jusqu'à ce que vous ayez fini de creuser la tranchée axiale;
• évacuez la terre creusée pour construire les berges ou jetez-la en contrebas pour éviter qu'elle soit plus tard rapportée dans le canal sous l'effet de l'érosion par ruissellement.

Note: Si vous utilisez cette terre pour construire les berges, veillez à ce qu'elle soit bien compactée (voir section 6.2).

b) Déplacez les cordes vers les piquets de talus pour repérer l'emplacement de la fouille suivante. Enlevez les piquets axiaux et les piquets de fond ainsi que la terre laissée précédemment pour les maintenir en place. c) Excavez les 10 cm de terre qui restent au fond du canal et, si nécessaire, ajustez la pente du fond comme indiqué dans le manuel 16, La topographie, section 11.4. Ajustez la pente longitudinale du fond du canal, si nécessaire

• vérifiez la section transversale du canal à l'aide d'un gabarit en bois au fur et à mesure que vous creusez;
• évacuez la terre, comme indiqué ci-dessus.

e) Terminez la construction des berges, si nécessaire, en nivelant le sommet et en profilant le talus extérieur. Plantez du gazon afin de limiter l'érosion (voir section 6.9).

f) Construisez les ouvrages de régulation avant de faire passer un débit d'eau quelconque dans le canal (voir section 8.7).

g) Enfin, vérifiez que le canal fonctionne comme prévu en faisant couler une certaine quantité d'eau avant de commencer à construire les étangs en dérivation.

Construction d'un canal revêtu d'argile

12. Si vous disposez d'une argile de bonne qualité (voir manuel 6, Le sol) et si le canal n'est pas soumis à un assèchement saisonnier, la réalisation d'un revêtement argileux permet de réduire les infiltrations dans une proportion de 75 à 80 pour cent:

excavez sur une profondeur supplémentaire de 40 à 45 cm le fond et les flancs du canal;
étalez une couche de 7,5 à 15 cm d'argile pure ou additionnée de sable et de gravier dans une proportion de 2:1 et pétrissez-la soigneusement en la foulant du talon ou au moyen d'un rouleau à pieds de mouton;
recouvrez cette couche de 25 à 30 cm de limon, en pétrissant et compactant soigneusement.

Construction d'un canal revêtu de béton
13. Si vous disposez de sable, de gravier et de ciment Portland, la coulée de revêtements de béton constitue généralement une solution préférable à celle des éléments préfabriqués ou des briques cuites, en raison de leur plus grande durée de vie. En outre, leur réalisation demande moins de travail. 14. Il est possible de réaliser de petits revêtements d'étanchéité en béton en enduisant les flancs du canal de mortier, lorsque le fossé a été correctement creusé de façon à atteindre les dimensions prescrites (majorées de l'épaisseur de la couche de mortier, soit de 2,5 à 5 cm). Consultez la section 3.3 où des indications sur les mortiers au ciment vous ont été données. Une autre possibilité consiste à utiliser un ciment de terre, si les sols conviennent. 15. Il est préférable de construire les revêtements d'étanchéité des canaux de dimensions plus importantes au moyen de coffrages en bois. Le béton (voir section 3.4) est ensuite coulé entre le coffrage et les parois de terre. Il faut tenir compte des observations suivantes: a) L'épaisseur requise du revêtement varie de 5 cm à 7,5 cm, suivant les dimensions du canal. b) Les pentes des parois latérales peuvent être de 1:1 dans les terrains rocheux, mais il est préférable d'adopter une pente de 1,5:1 dans la plupart des autres sols. c) Creusez le canal de terre comme indiqué ci-dessus, en majorant les dimensions prescrites de l'épaisseur de la couche de béton.
d) Commencez par couler sur le fond du canal une série de bandes repères de béton d'environ 10 cm de large espacées de 10 m, dont la surface supérieure se trouve exactement au niveau prescrit. e) Laissez durcir ces bandes repères, puis terminez le revêtement du fond en coulant du béton dans les espaces qui les séparent et en les utilisant comme points de référence, de façon que la hauteur et le fond du canal soient conformes aux valeurs prescrites.
f) La coulée du béton peut ensuite se faire à l'aide de coffrages en métal ou en bois. g) Procédez au revêtement des parois du canal après avoir soigneusement fixé les coffrages. Veillez à réaliser un bon raccordement avec la dalle de fond. h) Prévoyez un délai approprié de plusieurs jours pour le durcissement du béton (voir section 3.4). Note: Il convient de placer des joints entre les coulées successives, à des intervalles de 2 à 4 m, pour éviter l'apparition de fissures dues à la dilatation ou au retrait du béton sous l'effet des variations de température et d'humidité.

Construction d'un canal revêtu de briques ou de parpaings

16. Il est possible de réaliser des revêtements de briques ou de parpaings dans de petits canaux de section rectangulaire ou trapézoïdale. Le fond est soit bétonné, soit revêtu de briques. Pour une élimination plus complète des infiltrations, un voile d'étanchéité en matière plastique peut être posé derrière les parois et sous le fond.

17. Dans le cas de canaux de plus grandes dimensions, on choisit d'ordinaire une section de forme trapézoïdale; les parois latérales reposent sur la berge creusée ou sur un remblai latéral, lequel doit être ferme et soigneusement compacté pour éviter tout risque de tassement et de fissuration des briques.

18. Les canaux de pisciculture standard ou à parois verticales sont constitués habituellement d'une seule épaisseur de briques ou de parpaings, mais des piliers ou des renforts peuvent y être intégrés lorsqu'un renforcement latéral s'avère indispensable. L'emploi de parpaings creux ou crantés facilite l'adjonction de renforts simples.

Note: Les briques de revêtement sont posées horizontalement, sur la tranche ou sur la face, ou en diagonale en appareil chevronné, sur une couche de 10 à 15 mm de mortier de ciment dosé à 1:5, et jointoyées au mortier dosé à 1:3.

19. Des canaux rectangulaires peuvent être installés dans une excavation ou soutenus par des remblais (dont la hauteur ne doit pas dépasser 30 cm de chaque côté) ou encore être enterrés à faible profondeur ou posés à même le sol, auquel cas un renforcement latéral peut être indispensable pour assurer leur protection contre les impacts.

20. En ce qui concerne les canaux en briques, la pente du remblai extérieur ne doit pas dépasser 45º (rapport de pente 1:1); ainsi, un canal rectangulaire soutenu par un remblai sur 60 cm de haut doit comporter de chaque côté une largeur de remblai d'au moins 60 cm. Les canaux trapézoïdaux sont soutenus par des remblais atteignant leur bord supérieur ou encore plus hauts (formant une petite digue). La pente étant calculée en fonction de la largeur au sommet du canal, la quantité de matériaux de remblai est donc beaucoup plus importante, et la base est nettement plus large que celle des canaux à parois verticales.

21. Les problèmes majeurs posés par l'utilisation de briques tiennent au coùt relativement élevé et à la lenteur des travaux effectués, ainsi qu'à la rigidité du revêtement qui risque de se fissurer si le matériau d'assise n'est pas bien compacté ou si les sols latéraux (par exemple des argiles) sont sujets à des phénomènes de gonflement ou de tassement. La mise en place d'un voile de plastique peut limiter les dommages dus aux infiltrations, qui risquent sinon d'accélérer la fissuration et la détérioration de l'ouvrage. Prenez bien soin de vérifier la solidité des briques employées et la qualité du mortier qui doit résister à l'affouillement de l'eau.

Utilisation d'un revêtement de ciment ou de dalles de pierre

22. On peut aussi utiliser comme matériau de revêtement des dalles de pierre découpées ou des plaques de ciment préfabriquées, posées sur un plancher de briques ou de béton. Il s'agit habituellement de canaux trapézoïdaux, munis de renforts latéraux à la partie supérieure. Comme dans le cas des revêtements en briques, la présence de matériaux d'assise de mauvaise qualité peut provoquer la fissuration du mortier et des dalles proprement dites.

23. On utilise normalement des dalles simples pour les parois, ce qui limite la hauteur effective des parois et donc la profondeur du canal. Une charge de mortier de 5 à 10 mm est appliquée couramment, les dalles latérales devant être bien soutenues à la base pour éviter les risques de rupture. Comme pour les parois en briques, l'installation d'un voile d'étanchéité externe en plastique peut contribuer à limiter les dégâts consécutifs à la fissuration du revêtement.

Utilisation de revêtements préfabriqués

24. Il existe toute une série d'éléments préfabriqués de revêtement en béton utilisés en agriculture, ou pour des installations de drainage ou d'évacuation des eaux usées. Ce type de matériau, si vous pouvez en trouver sur place, peut constituer un choix judicieux. Ces éléments sont habituellement coulés d'une seule pièce - chacun d'eux comporte un fond et deux parois - et sont utilisables en déblai, en remblai ou posés à même le sol. Ils peuvent être légèrement armés ou pas du tout. Les revêtements non armés sont un peu moins solides et risquent d'être légèrement perméables s'ils sont fabriqués à partir d'agrégats de qualité médiocre. Dans ce cas, il est recommandé soit d'appliquer un enduit à l'intérieur, soit d'installer un voile d'étanchéité extérieur en polyéthylène. Il existe aussi des éléments en plastique armé de fibres de verre, matériau léger, résistant et lisse, mais relativement coûteux, ainsi qu'en ciment armé de fibres de verre, matériau moins onéreux, mais plus lourd. Dans certaines régions, on peut également se procurer des revêtements en fibrociment (asbeste par exemple).

Utilisation de revêtements d'étanchéité souples

25. Comme indiqué plus haut, différents types de matériaux souples, caoutchouc ou polyéthylène par exemple, peuvent être employés. Ils offrent l'avantage de bien s'adapter à la surface du sol et donc au tassement initial et au gonflement; normalement, leur pose peut s'effectuer assez rapidement sur des longueurs continues importantes. Les longueurs voisines peuvent être soit scellées à chaud, soit collées ou simplement juxtaposées de façon à former des joints à recouvrement. Les côtés sont placés de manière à recouvrir les bords supérieurs du canal et enterrés dans des fossés, généralement de 30 à 40 cm de profondeur, qui sont remplis de terre ou d'agrégats.

26. Leur principal inconvénient vient de la facilité avec laquelle ils sont endommagés, par perforation par des objets à bords vifs ou par des matériaux d'assise grossiers; une fois abîmés, l'affouillement du sol commence rapidement. L'exposition à une forte lumière solaire et à des températures élevées rend nombre de ces matériaux plus fragiles et donc plus susceptibles de se détériorer. Des revêtements renforcés, bien que plus coûteux, ont une durabilité meilleure. C'est pourquoi ces revêtements sont fréquemment recouverts de terre, d'argile, de briques ou de dalles de pierre. Les feuilles de polyéthylène peuvent aussi servir de revêtement de protection contre les infiltrations pour des matériaux plus rigides tels que briques ou dalles de pierre.

8.5   Canaux de drainage

1. Les canaux de drainage sont construits pour transporter l'eau drainée des étangs hors du site de la ferme, habituellement jusqu'à un chenal naturel situé en contrebas.

2. Un canal de drainage particulier doit être conçu en fonction de l'étang ou du groupe d'étangs qu'il devra desservir:

• pour les petits étangs, tels que les étangs d'alevinage, le canal de drainage peut être conçu pour vidanger simultanément plusieurs étangs dans un délai de quelques heures;
• pour les étangs de superficie moyenne, le canal de drainage sert habituellement à vidanger les étangs un par un dans un délai raisonnable, allant d'une demi-journée à une journée entière;
• la conception du canal de drainage dépend aussi du type de dispositif d'évacuation employé et de sa capacité de transport (voir chapitre 10);
• dans le cas de grandes fermes piscicoles, la vidange de tous les étangs ne doit pas durer plus d'un jour par hectare (soit cinq jours au plus pour une surface d'eau de 5 ha ou encore 25 jours au plus pour une surface de 25 ha); les ouvrages d'évacuation des étangs doivent être dimensionnés en conséquence.

3. Les canaux de drainage sont habituellement sans revêtement et trapézoïdaux. Ils sont conçus et réalisés suivant les indications fournies aux sections 8.3 et 8.5.

4. Il ne faut pas oublier qu'il est préférable de situer le niveau le plus bas d'un canal de drainage à au moins 20 cm au-dessous du point le plus bas de l'étang, pour en assurer une vidange efficace et totale.

	Canaux de drainage A. Vidangez plusieurs petits étangs en même temps B. Vidangez un par un des étangs de taille moyenne C. Vidangez un par un des étangs de grande taille

8.6   Canaux de dérivation

1. Il y a lieu de construire un canal de dérivation pour détourner les débits excédentaires qui alimentent un étang de barrage, dès lors que l'emplacement de ce dernier risque de recevoir des eaux de crue. Un canal de ce type doit être suffisamment profond et large pour évacuer les plus fortes crues prévisibles. Le tracé d'un canal de dérivation part d'un ouvrage de dérivation (voir sections 7.3 à 7.5).

2. Les méthodes de conception et de construction des canaux de dérivation sont semblables à celles indiquées pour les canaux d'alimentation en terre (voir section 8.3). Il importe en particulier de tenir compte des recommandations suivantes:

• le niveau de départ du fond du canal doit être identique ou légèrement au-dessous du niveau du fond du cours d'eau;
• les dimensions du canal doivent être au moins égales à celles du lit du cours d'eau en pleine crue;
• le canal doit être éloigné d'au moins 5 m des digues des étangs;
• lors du jalonnage de l'axe du canal, placez le sommet de tous les piquets exactement au même niveau;
• il est préférable de concevoir le fond du canal sans pente et de construire une série de seuils régulièrement espacés (voir section 8.7). La hauteur totale de ces seuils doit être égale à la différence de niveau existant entre le fond du canal au point de départ et le fond original du cours d'eau au point de jonction E;
• creusez le canal en commençant par l'extrémité aval.

Note: La construction d'un canal de dérivation ne doit être envisagée que si ses dimensions sont raisonnables; dans le cas contraire, il vaut mieux construire l'étang de barrage à un autre endroit ou étudier la possibilité de créer des étangs de dérivation.  

Les canaux de dérivation
	A. Niveau du fond initialement égal au niveau du fond de la rivière ou-plus bas B. Largeur du canal égale à celle de la rivière en période de crue C. Canal distant d'au moins 5 m des digues d'étangs D. Ouvrages de chute E. Commencez à creuser le canal à son extrémité avale

8.7   Ouvrages de régulation installés sur les canaux

1. Plusieurs types d'ouvrages de régulation sont utilisés sur les canaux d'alimentation pour y assurer différentes fonctions, comme indiqué au tableau 44.

2. Ces ouvrages peuvent être construits avec différents matériaux (bois, briques, parpaings ou béton), en fonction des disponibilités locales et suivant l'importance de la ferme piscicole. Consultez les indications fournies au chapitre 3 du manuel pour choisir et utiliser correctement le matériau de construction.

TABLEAU 44 Ouvrages de contrôle de l'eau installés sur les canaux

Ouvrages de régulation de l'eau pour une petite ferme piscicole

Vannes de trop-plein latérales

3. Il est préférable de construire une vanne de trop-plein latérale immédiatement en aval de la prise d'eau principale, afin de protéger les installations contre les dommages provoqués par une brusque montée du niveau d'eau dans les canaux d'alimentation. Des vannes similaires devraient également être installées plus loin en aval, sur les divers canaux d'alimentation.

4. Les vannes de trop-plein latérales sont construites dans l'une des deux parois du canal d'alimentation. Il s'agit généralement d'ouvrages en caisson, dont les parois latérales comportent un jeu de deux rainures. Des planchettes sont placées dans ces rainures jusqu'à un niveau légèrement au-dessus du niveau normal de l'eau dans le canal. De la terre argileuse est soigneusement compactée dans l'espace compris entre les deux séries de planchettes pour empêcher toute infiltration d'eau. La terre et les planchettes sont complètement enlevées lorsqu'il faut vidanger intégralement le canal pour des interventions d'entretien ou de remise en état.

5. Les vannes de trop-plein latérales peuvent être réalisées en bois, en briques, en parpaings ou en béton armé.

Construction d'un trop-plein latéral
Placement des fers à béton pour le béton armé
		Note: Les dimensions mentionnées ici et ci-dessous conviennent pour un groupe d'étangs de taille moyenne. Les dimensions peuvent cependant varier selon l'importance du groupe d'étangs consideré.

Partiteurs à trois voies

6. L'installation d'un partiteur à trois voies (partiteur en X) sur un canal d'alimentation permet de détourner son débit en totalité ou en partie:

• dans une ou deux prises d'eau d'étang; ou
• dans un ou deux autres canaux d'alimentation.

7. Ces ouvrages de dérivation sont généralement installés perpendiculairement au courant. Ils offrent les mêmes possibilités que les partiteurs à deux voies (voir paragraphes 11 à 15 de la présente section), mais comportent une vanne supplémentaire.

8. Les partiteurs à trois voies sont installés sur le canal d'alimentation et sur la prise d'eau de l'étang. Ces dispositifs en X comportent trois vannes et une série de rainures, lesquelles peuvent être simples ou doubles. Les planchettes installées dans ces rainures permettent de procéder indépendamment au réglage ou à l'interruption du débit traversant chaque vanne.

9. La largeur de chaque vanne latérale doit être choisie en fonction du débit susceptible d'y passer. La largeur de la vanne frontale varie aussi en fonction du débit qui la traverse.

10. Les partiteurs à trois voies peuvent être construits en bois, en briques ou en béton (parpaings ou béton armé) (voir chapitre 3).

Construction d'un partiteur à trois voles

BÉTON OU BÉTON ARMÉ

Placement des fers à béton pour le béton armé

Note: Les dimensions mentionnées ici et à la page suivante conviennent pour un groupe d'étangs de taille moyenne. Les dimensions peuvent cependant varier selon l'importance du groupe d'étangs consideré

Partiteurs à deux voies

11. L'installation d'un partiteur à deux voies (partiteur en T) sur un canal d'alimentation permet de détourner son débit en totalité ou en partie:

• dans l'ouvrage de prise d'eau d'un étang; ou
• dans un autre canal d'alimentation.

12. Un tel ouvrage de dérivation est généralement installé perpendiculairement au débit d'eau. Le partiteur permet aussi de régler la quantité d'eau introduite dans un étang ou un canal particulier à un moment donné. On obtient le débit maximal d'alimentation de l'étang en relevant le niveau de l'eau dans le canal, puis en ouvrant à fond le branchement de l'ouvrage de prise de l'étang. La fermeture de ce branchement interdit toute arrivée d'eau dans l'étang.

13. Les partiteurs à deux voies sont installés sur le canal d'alimentation et sur la prise d'eau de l'étang. Il s'agit de dispositifs en T comportant deux vannes et une série de rainures, qui peuvent être simples ou doubles. Les planchettes installées dans ces rainures permettent de procéder indépendamment au réglage ou à l'interruption du débit traversant chaque vanne.

14. La largeur de la vanne latérale doit être choisie en fonction du débit susceptible d'y passer. La largeur de la vanne frontale ne diffère pas en général de celle de l'entrée du partiteur.

15. Les partiteurs à deux voies peuvent être construits en bois, en briques ou en béton (parpaings ou béton armé) (voir chapitre 3).

Construction d'un partiteur à deux voies

Note: Les dimensions mentionnées ici et à la page suivante conviennent pour un groupe d'étangs de taille moyenne. Les dimensions peuvent cependant varier selon l'importance du groupe d'étangs considéré.

Placement des fers à béton pour le béton armé

Les ouvrages de chute

16. Des ouvrages de chute (ou seuils) sont utilisés sur les canaux d'alimentation et les canaux de dérivation chaque fois qu'il faut réduire la pente du fond, et ralentir ainsi la vitesse d'écoulement pour qu'elle ne dépasse pas la vitesse maximale admissible (voir section 8.2). Si le débit est relativement important, il est toujours préférable de construire le fond du canal pratiquement horizontal et d'y aménager des seuils chaque fois qu'il s'avère nécessaire d'en abaisser le niveau.

17. Les ouvrages de chute peuvent être construits de différentes façons, en bois ou en béton. Ils doivent être calculés et construits en tenant compte des recommandations suivantes:

a) L'ouvrage doit être profondément et solidement encastré dans le sol, à sa base et sur les côtés.

b) Le niveau supérieur doit se trouver légèrement au-dessus du niveau amont du fond du canal.

c) Il faut élargir la section transversale du canal immédiatement en aval du seuil, approfondir le fond du canal en aval et protéger cette zone par un lit de pierres ou de béton.

18. Pour construire un seuil en bois, il convient d'utiliser un bois résistant à l'eau (voir section 3.1). Vous pouvez employer à cet effet:

• des segments de troncs ou branches d'arbre de 10 à 15 cm de diamètre; ou
• des planches.

19. Vérifiez que l'ouvrage est bien encastré et le bois solidement fixé.

20. S'il s'agit d'un seuil en béton ou en briques, n'oubliez pas qu'il doit être construit d'autant plus soigneusement qu'il est plus lourd. Vérifiez la stabilité de la fondation et assurez-vous qu'il n'y a pas de risque d'érosion au niveau du rebord ou au-dessous.

Note: Il est également possible de construire des seuils plus petits, généralement en bois ou en briques, pour des dénivellations de moins de 0,20 m. Ces ouvrages plus simples peuvent être de construction plus légère, mais il en faut un plus grand nombre pour obtenir la même dénivellation totale.

Vannes de trop-plein finales

21. Les vannes de trop-plein finales doivent être construites à l'extrémité de chaque canal d'alimentation  pour détourner des étangs toute quantité d'eau excédentaire et la déverser par exemple dans un canal de drainage, une dépression naturelle ou un chenal existant.

22. Une vanne déversoir simple peut être constituée par un tuyau installé à un niveau situé au-dessus des points d'arrivée d'eau alimentant les étangs.

23. On peut aussi la construire sur le canal d'alimentation, sur le modèle d'un ouvrage en caisson de forme rectangulaire comportant deux paires de rainures. Elle est utilisée de la même façon qu'une vanne de trop-plein latérale (voir paragraphes 3 à 5).

24. On construit ces vannes de trop-plein finales en bois, en briques ou en béton (parpaings ou béton armé), selon des méthodes identiques.

8.8   Aqueducs simples
1. Dans les fermes piscicoles, les aqueducs servent à transporter l'eau au- dessus du sol, par exemple pour permettre au canal d'alimentation principal de franchir un petit canal de drainage. 2. On peut réaliser un aqueduc simple avec des planches assemblées par des traverses et soutenues à intervalles réguliers par une charpente en bois. La section transversale de ce type d'aqueduc est généralement rectangulaire. La vitesse moyenne maximale admissible ne doit pas dépasser 1,5 m/s (voir tableau 35). Quant à la capacité de transport d'un ouvrage de ce genre, on peut l'estimer de la façon indiquée plus haut (voir section 8.2), en utilisant un coefficient de rugosité n= 0,014 ou (1 ÷ n) = 71,43. 3. Une autre possibilité consiste à utiliser des fûts métalliques de 200 litres coupés en deux dans le sens de la hauteur. Les moitiés de fûts sont ensuite soudées ou boulonnées ensemble et fixées sur une plate-forme en bois ou en pierre. 4. Il est facile par ailleurs d'assembler des feuilles de tôle ondulée dans le sens de la longueur par des joints goudronnés souples et quelques points de soudure pour obtenir un aqueduc de section semicirculaire, semblable aux aqueducs constitués de canaux surélevés en éléments de béton préfabriqués ou de canalisations d'irrigation en matière plastique. Ces aqueducs peuvent être montés sur des supports analogues à ceux qui sont employés avec les demi-fûts métalliques.

8.9   Tuyaux et siphons

Canalisations courtes

1. Lorsque des canaux à découvert doivent passer sous des routes ou d'autres obstacles, il est possible d'acheminer le débit d'eau par une courte canalisation. Celle-ci doit être suffisamment résistante pour supporter le poids des véhicules qui passent dessus. Les tuyaux de béton préfabriqués enterrés à au moins 60 cm sous la surface de la route sont fréquemment employés à cet effet (voir manuel nº 20/1, Construction des étangs de terre, section 3.8). Il convient toutefois de faire particulièrement attention à:

• la qualité des joints réalisés entre les éléments de tuyau successifs; et
• la qualité des raccordements aux extrémités de la canalisation avec le canal à découvert, de chaque côté de la route.

Exemple Caractéristiques des canalisations courtes installées aux points de franchissement des routes Débit d'eau    (l/s) Diamètre intérieur des tuyaux (cm) Vitesse d'écoulement (m/s)  120-140  40 1,00  230  60 0,80  480  80 0,95
2. Des indications plus détaillées sur la pose des tuyaux et la préparation des fondations de canalisations figurent au chapitre 10.

Siphons

3. Si les étangs ne sont munis d'aucun dispositif d'arrivée et d'évacuation d'eau, l'eau peut être siphonnée par-dessus la digue. 

4. Un siphon est un dispositif à bon marché que l'on peut transporter en différents points de la ferme piscicole en fonction des besoins. Il est facile de le fabriquer avec un morceau de tuyau souple en caoutchouc ou en plastique. Si la longueur totale du siphon est relativement courte, par exemple pour transférer l'eau d'un canal d'alimentation peu profond dans un petit étang, il est aussi possible de fabriquer un siphon rigide plus durable:

• en cintrant un morceau de tuyau en plastique;
• en formant des segments de tuyaux fabriqués en cintrant des morceaux de tôle galvanisée, soigneusement soudés entre eux par des cordons hermétiques, puis assemblés de nouveau par soudage pour former un siphon en forme de V tronqué;
• en découpant et en raccordant (à la colle, au solvant, par soudage, etc.) un tuyau en métal ou en PVC.

5. Pour amorcer un siphon, rappelez-vous qu'il faut d'abord le remplir d'eau. Installez l'orifice de sortie du siphon au moins 25 cm plus bas  que l'orifice de prise. Maintenez celui-ci nettement au-dessous du niveau de l'eau et, une fois le siphon rempli, laissez l'eau s'écouler à l'autre extrémité. Il se peut qu'une certaine pratique soit nécessaire pour mener à bien cette opération, en particulier si le diamètre du tuyau est important (voir également section 10.2).

Drainage par siphon

6. La capacité de débit d'un siphon dépend:

• du diamètre intérieur du tube;
• de la charge ou différence de niveau entre la surface du plan d'eau supérieur et soit la surface du plan d'eau inférieur (si la sortie du siphon est immergée), soit la position du centre de l'orifice de sortie du siphon (si elle est à l'air libre).

7. Ces deux données vous permettent d'estimer la capacité de débit du siphon (en litres par seconde) en consultant les graphiques 10 et 11. Pour les siphons de petites dimensions et de faibles charges, vous pouvez aussi utiliser le tableau 45.

Exemple

Soit un siphon de 5 cm de diamètre intérieur, utilisé sous une charge de 21 cm. D'après le graphique 11, on peut estimer que la capacité de débit est égale à 2,5 l/s.

Soit un siphon de 18 cm de diamètre intérieur, utilisé sous une charge de 27,5 cm. D'après le graphique 12, on peut estimer que la capacité de débit est égale à 35 l/s.

Capacité de débit

GRAPHIQUE 11 Débit des siphons avec un diamétre intérieur inférieur à 9 cm

GRAPHIQUE 12 Débit des siphons avec un diamétre intérieur supérieur à 9 cm