Encrassement en micro-irrigation ˸ étude des mécanismes et développement de méthodes de caractérisation

Fouling in micro-irrigation˸ study of the mechanisms and development of characterisation methods

• Auteur / Autrice : Julien Petit
• Direction : Ryad Bendoula, Nassim Ait Mouheb, Silvia Mas Garcia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance le 24/11/2022
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ITAP Information et Technologie pour les Agro-Procédés INRAE SupAgro Montpellier
• Jury : Président / Présidente : Jérôme Labille
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ryad Bendoula, Nassim Ait Mouheb, Silvia Mas Garcia, Jérôme Labille, Agnès Montillet, Etienne Paul, Jean-Philippe Steyer, Alban Sauret
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Agnès Montillet, Etienne Paul

Mots clés

Mots clés libres

Irrigation au goutte-À-Goutte

Colmatage

Tomographie en cohérence optique

Spectroscopie d'absorption

Analyse multivariée

Écoulement turbulent

Drip irrigation

Clogging

Optical coherence tomography

Absorption spectroscopy

Multivariate analysis

Turbulent flow

Résumé

L'irrigation goutte à goutte est considérée comme la technique la plus efficace en agriculture. Cependant le colmatage des goutteurs est la cause principale de la baisse d'efficience d'utilisation de l'eau et de rentabilité associée. C'est particulièrement le cas lorsque l'irrigation se fait avec des eaux usées. Différents facteurs physiques, chimiques ou biologiques, isolés ou combinés en sont à l'origine. Sur les parcelles agricoles, en dehors de symptômes visibles sur les plantes, la dégradation de l'efficience des systèmes goutte à goutte est difficilement détectable. Cela devient impossible dans le cas des installations enterrées dans le sol. Le projet de thèse a pour objectif d'approfondir nos connaissances sur les mécanismes de colmatage et le développement d'une méthodologie innovante d'analyse pour la détection de l'encrassement par mesure optique. La première étape sera de quantifier (cinétique) et de qualifier (composition) l'encrassement physiques, chimiques et biologiques selon la qualité d'eaux d'irrigation (concentration de particule ou eaux usées traitées) dans le cas de goutteur modèle. Afin d'atteindre cette objectif, un ensemble de méthodes optiques sera mobilisé et comparé pour déterminer la cinétique à l'aide de la tomographie optique cohérente (OCT) et la composition par spectroscopie optique diffuse. Dans un second temps, la ou les méthodes optiques présentant les meilleurs résultats seront retenues afin de développer la preuve de concept d'un capteur d'encrassement adapté au contexte de l'irrigation et de la réutilisation des eaux usées traitées.

Drip irrigation is considered to be the most efficient method in agriculture. But dripper's clogging is the main cause of the loss of efficiency and the rise of associated costs. This phenomenon is particularly important with wastewater reuse. Several physical, chemical or biological factors, alone or combined, can cause it. On field, except with plant observation, it is very difficult to detect a loss of efficiency of the irrigation system. It is even impossible with buried instalations. The goal of this thesis is to improve our knowledge about clogging mechanisms and to develop a new method to analyze clogging with optical measures. The first step will be to determine the compostion and evaluate the speed of different clogging factors (physical, chemical, biological) depending on the quality of the water used. A variety of optical methods will be usedfor that, including optical coherence tomography and diffusive optical spectroscopy. Then the method with the best results will be used to develop a clogging sensor adapted to wastewater reuse for irrigation.