Manuel de Reconstruction

Construire un aqueduc et un système d'irrigation

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Construire un aqueduc et un système d’irrigation

En une phrase

Un aqueduc est un canal ou un tuyau qui transporte l’eau depuis une source en hauteur jusqu’aux champs en contrebas, et l’irrigation la répartit dans les parcelles — ensemble, ils transforment un terrain sec en terres fertiles.

Qu’est-ce que c’est ?

Un aqueduc est un ouvrage hydraulique qui amène l’eau d’un point à un autre en utilisant la gravité. L’eau coule toujours du point haut vers le point bas. Un aqueduc peut etre un canal ouvert en pierre, un tuyau enterre, ou un pont qui franchit un ravin.

L’irrigation est la distribution de cette eau dans les champs. Il existe plusieurs methodes : irrigation par inondation (on noye le champ), par sillons (l’eau coule dans des rigoles), et par bassin (des compartiments remplis un par un).

Sans irrigation, l’agriculture depend entierement de la pluie. Avec irrigation, on controle l’eau : on peut cultiver en saison seche, doubler les recoltes, et nourrir dix fois plus de personnes.

Les Romains ont construit plus de 400 km d’aqueducs pour alimenter Rome en eau. Les Persans ont creuse des qanats (galeries souterraines) de 50 km de long dans le desert. Les Balinais ont cree des reseaux de rizieres en terrasses qui fonctionnent encore apres 1000 ans.

Où trouver/fabriquer

Les sources d’eau

Type de sourceDescriptionAvantageInconvenient
Source de montagneEau qui sort du sol en altitudeEau propre, gravitee gratuiteSouvent loin des champs
RiviereCours d’eau permanentDebit abondantPeut etre troublee, en plaine (pas de pente)
Lac en altitudeReserve naturelleVolume importantNecessite un canal long
Puits artesianEau qui remonte sous pressionPas besoin de pompeRare, localise
QanatGalerie souterraine captant la nappePas d’evaporationTravail de fouille enorme

Le principe de la pente

L’eau coule par gravite. L’aqueduc doit avoir une pente constante de 1 a 3 mm par metre (0,1 a 0,3 %). Trop peu : l’eau stagne. Trop : l’eau creuse le canal et le detruit.

Pour mesurer la pente sans instrument moderne :

  1. Le niveau a eau : remplir un long tuyau souple d’eau. Les deux extremites du tuyau sont au meme niveau. Mesurer la difference de hauteur entre le depart et l’arrivee.
  2. Le fil a plomb et la regle : tenir une regle verticale avec un fil a plomb. Mesurer l’ecart horizontal sur une longueur donnee.
  3. La rigole d’essai : creuser un petit canal de 10 m et y faire couler de l’eau. Si l’eau coule regulierement sans stagner ni creuser, la pente est bonne.

Etapes detaillees

Etape 1 : Etudier le terrain et choisir le trace

  1. Trouver la source : reperer le point d’eau le plus en altitude. Ideal : une source qui coule toute l’annee, situee au moins 5 m au-dessus des champs.
  2. Mesurer la distance : calculer la distance horizontale entre la source et les champs. Plus c’est court, moins c’est cher.
  3. Tracer le parcours : le parcours doit suivre les courbes de niveau. Eviter les montees (l’eau ne coule pas vers le haut). Contourner les obstacles (rochers, ravins) ou les franchir par un pont.
  4. Verifier la pente : la difference de hauteur entre la source et les champs doit etre suffisante. Si la source est a 100 m d’altitude et les champs a 80 m, on a 20 m de denivelee. Pour un canal de 2000 m de long, la pente est de 1 % — c’est parfait.
  5. Marquer le trace : planter des piquets tous les 10 m le long du parcours. Relever les piquets avec un niveau a eau pour s’assurer de la pente constante.

Etape 2 : Construire le canal principal (aqueduc ouvert)

Pour un aqueduc en canal ouvert (le plus simple et le plus courant) :

  1. Creuser le canal : suivant le terrain, creuser un canal de 30 a 60 cm de largeur et 30 a 50 cm de profondeur dans la terre ou la roche.
  2. Les parois :
    • En terre : tasser les parois avec un pilon. Ajouter une couche d’argile pure (5 cm) sur le fond et les parois. L’argile impermabilise.
    • En pierre : construire des murs en pierre seche ou en pierre+mortier de chaque cote. Le fond est pave de pierres plates jointees au mortier.
    • Couverte (optionnel) : poser des dalles de pierre au-dessus du canal pour eviter l’evaporation et la pollution. Les Romains couvraient leurs aqueducs.
  3. Les joints : pour les sections en pierre, utiliser du mortier de chaux (voir Construire un four a chaux et Fabriquer du ciment et du mortier). Le mortier etanche les joints entre les pierres.
  4. Les regards : tous les 20 a 50 m, construire un regard — un puits d’inspection en pierre, de 80 cm de cote, ouvert vers le haut. Le regard permet de nettoyer le canal, de reperer les fuites, et de devier l’eau.

Etape 3 : Construire un pont-aqueduc (si necessaire)

Si le trace traverse un ravin ou une depression, il faut un pont-aqueduc.

  1. Les piles : construire des piliers en pierre+mortier de chaque cote du ravin. Hauteur : jusqu’a la hauteur du canal. Section : au moins 60 cm x 60 cm. Espacement : 3 a 5 m entre les piles.
  2. Les arcades : entre les piles, construire des arcs en pierre. L’arc supporte le canal au-dessus. Voir Construire un pont pour la technique de construction des arcs.
  3. Le canal sur le pont : le canal traverse le pont au-dessus des arcades. Il est en pierre et mortier, avec un fond etanche a l’argile.
  4. Impermeabilisation : la partie la plus critique. Le canal sur le pont ne doit fuir nulle part. Appliquer plusieurs couches de mortier de chaux et d’argile pure. Tester en faisant couler de l’eau avant de finaliser.

Etape 4 : Construire les canalisations enterrees (optionnel)

Pour les sections ou un canal ouvert n’est pas pratique (traversee de ville, terrain accidente) :

  1. Les tuyaux d’argile : voir Construire des tuyaux et canalisations pour la fabrication de tuyaux en terre cuite.
  2. La pose : creuser une tranche de 50 a 80 cm de profondeur. Poser les tuyaux bout a bout, joints morties au mortier de chaux. Tester chaque section avant de reboucher.
  3. Les regards : un regard a chaque changement de direction et tous les 30 m.
  4. Avantage : les tuyaux enterres ne gèlent pas en hiver et ne polluent pas. Desavantage : plus difficiles a reparer.

Etape 5 : Construire le systeme d’irrigation aux champs

L’eau arrive aux champs par le canal principal. Il faut la repartir.

Irrigation par bassins (pour les cereales et les cultures en ligne) :

  1. Le canal principal : un canal qui longe le haut du champ, en pente legere.
  2. Les bassins : diviser le champ en carrs de 2 a 5 m de cote avec des diguettes de terre de 20 cm de haut. Chaque bassin forme une cuvette.
  3. Les ouvertures : dans le canal principal, faire une ouverture (vanne) pour chaque rangee de bassins. La vanne est un morceau de bois qui coulisse dans une rainure en pierre ou en bois.
  4. Inonder : ouvrir la vanne, l’eau remplit le premier bassin, deborde dans le suivant, et ainsi de suite. Fermer la vanne quand le dernier bassin est rempli.
  5. Drainer : apres 1 a 24 heures selon la culture, ouvrir les vannes de drainage au bas du champ pour evacuer l’exces d’eau.

Irrigation par sillons (pour les legumes et les cultures en ligne) :

  1. Les sillons : creuser des rigoles de 15 a 20 cm de profondeur, espacees de 50 a 100 cm, dans le sens de la pente.
  2. L’eau coule : l’eau est introduite en haut des sillons et coule par gravite jusqu’en bas.
  3. Le debit : regler le debit pour que l’eau atteigne le bout du sillon sans inonder le bas. Si l’eau stagne, le debit est trop fort. Si elle n’atteint pas le bout, le debit est trop faible.

Irrigation en terrasses (pour les pentes) :

  1. Les murs de terrasse : construire des murs en pierre seche ou en pissee (voir Construire un mur en torchis et Construire un abri permanent en pise) de 1 a 3 m de haut le long des courbes de niveau.
  2. Le remplissage : remplir derriere chaque mur avec de la terre. La terre forme des paliers horizontaux.
  3. Les canaux : un canal en bordure de chaque terrasse, avec des vannes pour distribuer l’eau a la terrasse suivante.
  4. Le drainage : un canal de drainage au pied de chaque mur de terrasse pour evacuer l’exces.

Etape 6 : Les vannes et ouvrages de regulation

  1. La vanne en bois : une planche de bois dur (chene) qui coulisse verticalement dans une rainure. La rainute est taillee dans deux poteaux de bois ou deux pierre sculptes. Soulever la planche = l’eau passe. Enfoncer = l’eau est coupee.
  2. Le deversoir : un mur bas qui laisse deborder l’exces d’eau quand le niveau est trop haut. Le deversoir protege le canal contre les crues.
  3. Le bassin de decantation : un bassin large et profond au debut du reseau. L’eau y ralentit, et la boue et le sable se deposent au fond. L’eau propre sort par le haut. Nettoyer ce bassin une fois par mois.
  4. Le repartiteur : un bassin a deux ou trois sorties qui divise l’eau en deux ou trois canaux egaux. Chaque sortie a une vanne.

Variations par climat

En climat mediterraneen

  • L’irrigation est essentielle : les etes sont secs, les hivers pluvieux. L’aqueduc capte l’eau des montagnes et l’ammene aux plaines cultivees en ete.
  • Les canaux ouverts fonctionnent bien 9 mois sur 12. En hiver, les crues peuvent endommager les canaux — prevoir des deversoirs solides.
  • L’argile locale impermabilise bien les canaux.

En climat tropical humide

  • L’eau est abondante mais irreguliere. Les crues sont violentes.
  • Construire les canaux plus larges et plus profonds pour absorber les crues.
  • Les terrasses sont essentielles pour les rizieres — voir Cultiver la terre.
  • Le bambou peut remplacer les tuyaux d’argile pour les petites canalisation.

En climat aride et desertique

  • L’evaporation est l’ennemi. Couvrir les canaux ou les enterrer.
  • Les qanats (galeries souterraines) sont la meilleur solution : un tunnel qui capte la nappe phreatique en montagne et amen l’eau sous terre jusqu’aux champs. Pas d’evaporation.
  • Les puits de lumiere (trous verticaux tous les 20-30 m) aèrent le qanat et permettent l’entretien.
  • Un qanat peut mesurer 5 a 50 km de long. Il faut des mois ou des annees pour le construire.

En climat froid

  • Les canaux ouverts gèlent en hiver. Les tuyaux enterres sous la ligne de gel (60-100 cm de profondeur) continuent a fonctionner.
  • Les bassins d’irrigation servent de patinoires en hiver — pas tres utile cultivalement, mais agreable.
  • Au printemps, la neige fond et gonfle les cours d’eau. Prevoir des deversoirs solides et des canaux larges.

Pieges et erreurs courantes

  • Pas assez de pente : l’eau stagne, la boue s’accumule, le canal se bouche. La pente doit etre de 0,1 a 0,3 % au minimum. Mesurer avec un niveau a eau avant de creuser.
  • Trop de pente : l’eau coule trop vite, creuse le fond et effondre les parois. Si la pente est trop forte, casser la pente en escalier avec des bassins de decantation.
  • L’eau fuit : un canal qui fuit perd de l’eau et sature le sol autour, causant des effondrements. Bien impermeabiliser avec de l’argile ou du mortier. Tester chaque section en remplissant d’eau avant de passer a la suivante.
  • Pas de regard : sans regard, on ne peut pas nettoyer ni reparer le canal. Un canal bouche est inutile. Prevoir un regard tous les 20-50 m.
  • Oublier le drainage : l’irrigation sans drainage noie les racines et sale la terre. Le sel s’accumule si l’eau evapore sans etre drainee. Toujours prevoir un exutoire en bas du champ.
  • Crues non anticipees : les crues detruisent les canaux. Prevoir des deversoirs, des bassins de decharge, et des vannes de securite.
  • L’eau sale : la boue et le sable bouchent les tuyaux et les goutteurs. Toujours installer un bassin de decantation en tete du reseau.

Une fois que vous savez faire ca, vous pouvez debloquer

Notes

  • L’aqueduc romain du Pont du Gard (France) transporte encore de l’eau apres 2000 ans. Il est construit en pierre de taille sans mortier — les pierres sont emboitees.
  • Le qanat persan est invention majeure : un tunnel souterrain qui capte l’eau de la nappe phreatique et la transporte sans pompage ni evaporation. Des qanats de 70 km ont ete construits a main.
  • L’irrigation par submersion des Nil a fertilise l’Egypte pendant 5000 ans. Le depot de limon chaque creue renouvelait les sols naturellement.
  • Un canal bien construit peut durer des siecles. Les canaux d’irrigation de Bali fonctionnent depuis plus de 1000 ans grace a un systeme de cooperatives aquatiques appele « subak ».
  • La regle d’or : l’eau ne coule jamais vers le haut. Si la source est plus basse que les champs, il faut un mecanisme de pompage (voir Construire un moulin a eau pour les pompes actionnees par l’eau).

Ressources externes

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