Risques de la salinisation et de la contamination par les nitrates sur la qualité des eaux souterraines de la plaine du Haouz bassin du Tensift ...
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Risques de la salinisation et de la contamination par les nitrates sur la qualité
des eaux souterraines de la plaine du Haouz (bassin du Tensift, Maroc).
Fakir Y.1, Boukhari K.1, Stigter T.2, Boullet G.3
1
Laboratoire GEOHYD, LMI TREMA, Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc, fakir@uca.ac.ma
2
UNESCO-IHE, Delft, The Netherlands
3
Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère (CESBIO), Toulouse, France
Dans la plaine du Haouz à climat aride à semi-aride, les eaux souterraines subissent une
exploitation intensive. Par conséquent, les aspects de la gestion quantitative de cette ressource
constituent l’objectif principal des gestionnaires. Néanmoins, la salinité et la pollution
anthropique peuvent constituer un problème supplémentaire dont il est nécessaire d’analyser
les effets actuels.
La présente étude vise à aborder les effets de la salinité (représentée par la conductivité
électrique) et de la contamination par les nitrates sur la qualité des eaux souterraines dans la
plaine agricole du Haouz. La cartographie de la salinité et des nitrates est effectuée à l'aide de la
technique des indicateurs géostatistiques. Les cartes élaborées de conductivité électrique
montrent que de larges secteurs ont de fortes probabilités de dépassement des seuils de
tolérance pour l’irrigation des oliviers et des orangers. La distribution des nitrates montre que la
contamination par ces derniers au-delà de la limite de l'eau potable (50 mg.l-1) n’est pas très
répandue dans la plaine. Dans certains secteurs, cette contamination pourrait être liée aux
activités agricoles.Estimation de l’utilisation de l’eau par les couverts agricoles du Merguellil:
observations in-situ et utilisation de la télédétection thermique basse résolution
G. Boulet1,2, M. Bahir1, 3, S. Bousbih1, 2, W. Chebbi1,2, S. Saadi1,2, P. Fanise1, B. Mougenot1,2, A.
Brut1, V. Le Dantec1, V. Rivalland1, V. Simonneaux1, H. Ayari1, 2, Z. Kassouk2, Z. Lili-Chabaane2.
1
CESBIO - UMR 5126 UPS, CNRS, CNES, IRD, Toulouse, France
2
Département Génie Rural des Eaux et Forêts, Institut National Agronomique de Tunisie Université de
Carthage, Tunis, Tunisia
3
EMMAH – UMR1114 INRA UAPV, Avignon, France
Si les transferts d’eau et d’énergie au sein du continuum sol-végétation-atmosphère sont
raisonnablement bien décrits par les modèles existants pour les couverts irrigués homogènes
(céréales notamment) même si les quantités irriguées restent difficile à spécifier en forçage, la
robustesse et la précision de ces modèles pour les couverts hétérogènes ou les cultures
pluviales sensibles aux sécheresses restent limitées. Il s’agit ici de présenter à la fois le
protocole expérimental construit pour répondre aux enjeux de représentation du
fonctionnement et la quantification de l’évapotranspiration réelle (ETR) pour les couverts en
pluvial mais aussi de tirer partie des données satellites disponibles depuis le début des années
2000. Ces capteurs ont une résolution kilométrique, et c’est à cette échelle qu’il convient
d’évaluer les modèles. La capacité du modèle SPARSE forcé par des données Infra Rouge
Thermique (IRT) in-situ à simuler non seulement l’ETR mais également ses composantes
(évaporation et transpiration) ainsi que le stress hydrique est testée à l’aide des données des
stations de flux installés en zone pluviale (blé et olivier). Pour le blé sec, l’évaporation du sol est
simulée de façon indépendante par un modèle forcé par l’humidité de surface observée. Le
modèle SPARSE restitue correctement les périodes de réduction de l’évaporation mais les
amplitudes diffèrent entre les deux estimations. Pour l’olivier, qui fonctionne quasiment
comme un sol nu, le modèle est également satisfaisant, et l’apparition du stress hydrique
simulé par le modèle est comparé à des indicateurs issus de la proxydétection. Les
performances de SPARSE forcé par les données MODIS sur les saisons agricoles 2013-2014 sont
également étudiées pour les sites représentatifs de l’échelle kilométrique qui correspond à la
résolution des produits IRT MODIS : la zone de Ben Salem (campagne de scintillométrie XLAS
2013-2014) et le paysage d’oliveraie pluviale (données de fluctuations turbulentes et de flux de
sève du site de Nasrallah). Le flux de chaleur sensible et le stress hydrique observés par le XLAS
et simulés par SPARSE sont très bien restitués par SPARSE, tandis que pour le site olivier
l’impact du stress hydrique de l’olivier n’est pas visible sur les données IRT de MODIS compte
tenu de la faible couverture végétale (7% environ).
Mots clefs : cultures pluviales, olivier sec, blé sec, IRT, ETR, SPARSE, stress hydrique,
scintillométriePartition de l’évapotranspiration en évaporation du sol et transpiration de la
végétation dans le continuum Sol-Plante-Atmosphère d’une culture irriguée
sous un climat semi aride: Mesures isotopiques et modélisation SVAT
G. Aouade1, L. JARLAN2, J. Ezzahar3, S. Er-Raki4, A. Napoly5, A. Bankaddour1, S. Khabba6, G.
Boulet2, A. Chehbouni, A. Boone5
1
LG, Faculté des Sciences et Techniques, Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc.
2
Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère (CESBIO), Toulouse, France.
3
Ecole Nationale des Sciences Appliquées, Université Cadi Ayyad, Safi, Maroc.
4
LP2M2E, Faculté des Sciences et Techniques, Université Cadi Ayyad, Marrakech.
5
Centre National de Recherches Météorologiques, Toulouse, France
6
LMME, Faculté des Sciences Semlalia , Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc,
Les pays en voie de développement dans les régions arides et semi-arides comme le Maroc sont
plus vulnérables aux impacts des changements climatiques que les pays développés en raison
de leur forte dépendance à l'égard des ressources naturelles. Le secteur agricole qui est la
principale source de revenu des populations consomme plus de 85% en eau mobilisable est le
plus menacé dans ces régions. La majorité des agriculteurs utilisent des techniques
traditionnelles très consommatrices en l’eau comme l’irrigation gravitaire, engendrant des
pertes significatives via l’évaporation du sol et la percolation profonde.
Dans ce contexte là, une meilleure caractérisation de l’évapotranspiration des cultures et de sa
partition en évaporation du sol et transpiration est un pré-requis pour une meilleure gestion de
l’eau agricole. Nous nous intéressons ici à la caractérisation de la partition en s’appuyant sur
une approche originale mettant en jeu simultanément une technique expérimentale basée sur
l’utilisation des isotopes stables (2H et 18O) en tant que traceurs biogéochimiques et la
modélisation des bilans énergétique et hydrique de surface par le modèle ISBA (Interaction Sol
Biosphère Atmosphère) au sein de la plateforme SURFEX développée et maintenue à Météo-
France. Nous nous sommes focalisé sur deux sites instrumentés, représentatives de deux des
principales cultures irriguées du Sud de la Méditerranée : un site d’Olivier du domaine royal
d’Agdal et un site de blé irriguée situé prés de Sidi Rahal à 40 km à l’Est de Marrakech.
Plus spécifiquement, les objectifs du travail de thèse sont double: (1) de partitionner
l’évapotranspiration en évaporation du sol et transpiration de la végétation en utilisant la
méthode isotopique (Keeling plot) sur le blé irrigué, (2) d’évaluer l’apport d’un bilan d’énergie
multiple dans ISBA pour la caractérisation de l’évapotranspiration et de sa partition.
Deux campagnes isotopiques ont été effectuées : l’une avant et l’autre après une irrigation. La
méthode Keeling-plot a confirmé la forte hétérogénéité isotopique du cycle de l'eau dans le
continuum sol-plante-atmosphère, sur le site de blé irrigué par gravitaire. L’eau du sol, bien
qu'échappant en partie à l’évaporation du fait de la densité du couvert végétal, voit sa
composition isotopique s'appauvrir en isotopes lourds dans les premiers centimètres, au cours
de la journée. La transpiration sur ces cultures irriguées bien développées et relativement bien
alimentées en eau restent importante quelque soit la date avec des valeurs de 69% et 80% de
l’évapotranspiration respectivement après et avant une irrigation. L’évaporation du sol dépasse
tout juste 30% après une irrigation pour tomber à environ 20% avant.
Les premiers résultats obtenus sur le site d’Olivier avec le modèle ISBA montrent l’apport
significatif de la version double source pour la prédiction des flux convectifs qui présentent desperformances systématiquement meilleure que la version standard du modèle. La transpiration est également bien mieux simulée sur ce site avec des RMSE de 0,79 mm/jour et 1,80 mm/jour respectivement pour la version double source et la version standard. Nos travaux en cours concernent la poursuite de l’évaluation d’ISBA sur le site de blé présentant une structure du couvert bien différente de l’Olivier et pour lequel l’apport du double source devrait être plus spectaculaire et sa validation à l’aide des observations isotopiques.
Regional estimation of evapotranspiration and crop wate
consumption using high resolution NDVI image time series in
the Kairouan plain
S. Saadi1,2, V. Simonneaux2, G. Boulet2, B. Mougenot2, Z. Lili Chabaane1
1
Département Génie Rural des Eaux et Forêts, Institut National Agronomique de Tunisie Université de
Carthage, Tunis, Tunisia
2
CESBIO - UMR 5126 UPS, CNRS, CNES, IRD, Toulouse, France
Evapotranspiration is one of the most important fluxes of the water balance in semi-arid areas
where water availability is a major limitation for agricultural production; it is a key factor for
optimizing irrigation water management. Remote sensing has long been used as an input for
crop water balance monitoring. The increasing availability of high resolution high repetitively
Visible-Near infrared remote sensing (Sentinel-2 mission), offers unprecedented opportunity to
improve this monitoring.
In this study, regional evapotranspiration and crop water consumption were estimated over an
irrigated area located in the Kairouan plain using the SAMIR model (Satellite Monitoring of
Irrigation) fed by SPOT high resolution time series. The main purpose was to assess the
operationality and accuracy of the method at plot and perimeter scales, regarding especially the
possibility of correct parameterization in a context of high land cover complexity (i.e. trees,
winter cereals, summer vegetables).
Three time of high-resolution SPOT5 images have been acquired for the 2008-2009, 2011-2012
and 2012-2013 hydrological years; they were radiometrically corrected, first, using the SMAC6s
Algorithm, and then improved using invariant objects located on the scene. From these time
series, a Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) profile was generated for each pixel.
SAMIR was first calibrated based on ground measurements of evapotranspiration achieved
using eddy-correlation devices installed on irrigated wheat and barley plots. For other crops for
which no calibration data was available, parameters were taken from bibliography. Then, the
model was run to spatialize irrigation over the whole area.
Irrigation estimates’ validation was done using cumulated seasonal water volumes obtained
from ground survey for three irrigated perimeters. Although simulated irrigations are still to be
improved at monthly scale and seasonal scale, the overall error for the whole data sate was
11%, showing little bias in the method. In a subsequent step, evapotranspiration estimates were
obtained using a large aperture scintillometer (LAS) over the study area along a pathlength of 4
Km, and were used for an additional validation of the SAMIR outputs. Daily estimated
evapotranspiration were compared to latent heat flux (ET) returned as a residual term of the
surface energy budget using the daily scintillometer’s sensible heat flux measurements and net
radiation (computed using instantaneous MODIS data and then extrapolated to daily time step).
Mots clés: Remote sensing, NDVI time series, water balance, FAO-56, evapotranspiration,
irrigation, scintillometer.Approche simple, spatialisée et prédictive du rendement des céréales
J. Toumi1, S. Khabba1, S. Er-Raki2, M. Le Page3, A. Chahbi4, Z. Lili Chabaane4,
J. Ezzahar5, L. Jarlan3
1
Faculté des Sciences Semlalia, Université Cadi Ayyad, 40000 Marrakech, Morocco
2
Faculté des Sciences et Techniques Gueliz, Université Cadi Ayyad, Marrakech, Morocco
3
Centre d’Etudes Spatiales de la Biosphère, Toulouse, France
4
INAT, Institut National Agronomique de Tunisie, Tunis, Tunisie
5
ENSA, Université Cadi Ayyad, Safi, Maroc
L’objectif est de développer une méthode simple, spatialisée et prédictive du rendement
des céréales. La méthode proposée est basée sur le modèle à trois efficiences de Monteith
(1972). Cette approche résume la transformation des radiations solaires en matière sèche (DM)
par la végétation aux efficiences climatique (c), d’interception (i) et de conversion (conv). La
méthode présentée regroupe les maximums des deux coefficients d’interception et de
conversion (c’est-à-dire imax et convmax) en un seul paramètre, calculer en fonction de la
somme de température. Egalement, le coefficient de stress ks, qui affecte la conversion, a été
calculé soit en fonction de la température de surface soit par bilan hydrique au niveau de la
zone racinaire. Aussi, l’expression de ks a été améliorée par la considération des résultats
obtenus par l’irrigation déficitaire (modèles STICS et AquaCrop) qui ont montré qu’un ks entre
0.7 et 1 n’affecte pas significativement la production végétative. Concernant la répartition de la
matière sèche développée, entre paille et graine, la méthode proposée calcule un coefficient HI
(Harvest Index) évolutif. HI est déduit de la somme de température et le HI0max (Harvest Index
final et maximal de la région). Au final, la méthode proposée calcule DM en fonction de
l’information Satellite (NDVI et la température de surface Ts) et de la donnée météorologique
(rayonnement solaire et température). Dans le cas du non disposition de Ts, les quantités
d’irrigation sont demandées pour calculer ks.
L’approche développée a été, jusqu’à présent, calibrée et validée sur la zone irriguée R3,
située à 40 Km à l’Est de Marrakech. Les résultats préliminaires obtenus sont encourageants.
Les dynamiques de la production de la matière sèche et des graines ont été reproduites de
manière satisfaisante. R2 et RMSE sont respectivement 0.98 et 0.35 tonne/ha et 0.98 et 0.19
tonnes/ha. Actuellement, des tests supplémentaires sont en cours sur des données relatives à
la plaine Kairouan (Tunisie).
Mots clés: Céréales, rendement, matière sèche, grain, télédétection, coefficient de stress, semi-
aride.Télédétection et modélisation de la dynamique de végétation pour une
estimation précoce et une analyse spatiale des rendements des céréales dans un
contexte semi aride en Tunisie centrale
Chahbi Aicha1,2, Mehrez Zribi1, Zohra Lili Chabaane2
1
CESBIO (CNRS/UPS/IRD/CNES), France;
2
University Carthage / INAT, TUNI
En zones arides et semi-arides, l’accroissement démographique, l'urbanisation et les
changements climatiques ont une influence sur la sécurité alimentaire et sur l'agriculture en
générale et la céréaliculture en particulier. Ainsi, le suivi et l’estimation précoce des rendements
des céréales sont d'un grand intérêt pour la sécurité alimentaire d’un pays comme la Tunisie où
l’alimentation est basée sur les céréales (et particulièrement le blé) et où la production
nationale est souvent nettement en dessous des besoins de la population. Dans ce contexte,
l’objectif principal de cette étude consiste à développer une méthodologie permettant de
caractériser les cultures céréalières en évaluant les potentialités des données satellites optiques
à haute résolution spatiale dans le suivi de la dynamique de la végétation et l’estimation
précoce des rendements en grain et en paille des céréales. Cette étude a comme site pilote la
plaine de Kairouan ; plaine où les cultures de céréales sont largement conduite. Pour se faire, ce
travail a nécessité la réalisation de plusieurs campagnes de mesure terrain simultanément aux
acquisitions des données spatiales durant deux années agricoles successives : 2010/2011 et
2011/2012. Les bases de données de terrain et satellitaires ont été utilisées pour développer et
valider trois approches pour l’estimation du rendement des céréales.
La première approche d’estimation précoce du rendement des céréales est basée sur une
analyse statistique entre l’indice de végétation normalisé le plus fréquemment utilisé en
télédétection le « NDVI » et les rendements mesurés en fin de campagne agricole. Cette
approche a montré qu’une estimation du rendement des céréales est possible à partir de la mi-
mars avec un coefficient de corrélation R2 = 0.65 pour le poids moyen des grains et R2 = 0.74
pour le poids moyen de la paille. La validation des estimations obtenues par télédétection
montre que cette approche est robuste, avec une erreur égale à 8.5qx/ha et 11.6 qx/ha,
respectivement pour les rendements en grains et en paille. Elle a permis la spatialisation des
rendements des céréales sur toute la zone. La deuxième approche utilise le modèle agro-
météorologique SAFY (Simple Algorithm for Yield Estimation). Ce modèle a été appliqué
initialement à l’échelle parcellaire. Il permet de simuler la dynamique de la végétation et le
rendement en grain des céréales. Pour l’application de ce modèle à l’échelle régionale, on a
utilisé conjointement les données de télédétection et le modèle de culture. La validation de
SAFY a montré que ce modèle simule avec précision la dynamique du LAI « Leaf Area Index » le
long du cycle des céréales mais affiche une sous-estimation des rendements. Ainsi une
troisième approche a été développée où l’estimation du rendement en grain est fonction du LAI
de la période de croissance maximale, estimé par couplage du modèle SAFY et des mesures
satellites. Cette approche est robuste et permet une spatialisation du rendement à l’échelle
régionale (R²céréale = 0.59, R² blé = 0.62 et R² orge = 0.63).
Mot clés: Télédétection optique, zones semi-arides, céréales, rendement, NDVI, SAFY.Caractéristiques de sols des plaines du Merguellil et du Tensift par approches
multi longueur d’onde et multi temporelles
Mougenot B.1, G. Boulet1, M. Zribi1, M. Shabou², A. Gorrab², Houda Nassah3, Z. Lili
Chabaane², N. Ben Aissa², Z. Kassouk², V. Simonneaux1, M. Le Page1, Y. Fakir3, S. Er-Raki4
1
Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère (CESBIO), Toulouse, France
2
Institut National Agronomique de Tunisie, Unicersité Carthage, Tunis, Tunisie
3
Faculté des Sciences et Techniques, Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc
4
Faculté des Sciences Semlalia , Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc
Nous proposons une première synthèse des actions autour de la thématique «sols et
paramétrisation des modèles de bilan hydrique». Les sols sont une composante pérenne du
milieu et les approches de cartographie classique pour de grandes régions ne sont pas bien
adaptées aux besoins au niveau de la parcelle et avec l’utilisation de données de
télédétection haute résolution spatiale et temporelle utilisées en modélisation. Nous
présenterons les différentes approches multi longueur d’onde (visible, radar et thermique)
utilisées pour déterminer soit directement des propriétés hydrodynamiques de sol, soit la
texture avec des fonctions de pédotransferts validées par des mesures sur le terrain
d’infiltration, et d’humidité en continu. Les approches d’inversion en relation avec le stress
de la végétation et le desséchement de la surface du sol impliquent des données
multitemporelles à un pas de temps suffisant pour détecter des changements de l’ordre de
quelques jours. La disponibilité prochaine de données multitemporelles Sentinel 1 et 2
(radar-optique) permettra des applications opérationnelles d’une partie de ces résultats. Les
méthodes d’inversion appliquées aux caractéristiques du sol et leurs propriétés dérivées
s’appliquent à des profondeurs variables selon les méthodes : liées au stock d’eau disponible
pour la plante et relations empiriques validées à partir des mesures en continu en domaine
pluvial. Ces approches ne sont pas applicables en irrigué sans validation précise de
l’irrigation. Les pédotransferts obtenues pour la surface des sols de la plaine du Haouz et la
plaine du Tensift sont relativement proches ce qui permettrait d’envisager une transposition
à d’autres sols alluviaux en climat méditerranéen avec un minimum de validation.
Mots-clés: sols, hydrodynamiques, pédotransfert, télédétection, multi longueur d’ondes,
multi temporel, Merguellil, Haouz.A generic open-source toolbox to help long term irrigation monitoring for inte-
grated water management in semi-arid Mediterranean areas
M. Le Page1, C. Gosset1, I. Oueslati2, R. Calvez2, M. Zribi1, Z. Lilli Chabaane2
1
CESBIO, Toulouse, France (UMR113 IRD, CNRS, UPS, CNES),
2
INAT, Tunis, Tunisia,
3
GEAU, Montpellier, France
In semi arid areas, irrigated plains are often the major consumer of water well beyond other
water demands. Traditionally fed by surface water, irrigation has massively shifted to a more
reliable resource: groundwater. This shift occurred in the late thirty years has also provoked an
extension and intensification of irrigation, often translated into impressive groundwater table
decreases. Integrated water management needs a systematic and robust way to estimate the
water demands by the agricultural sector.
We propose a generic toolbox based on the FAO-56 method and the Crop Coefficient/NDVI
approach used in Remote Sensing. The toolbox can be separated in three main areas: 1) It
facilitates the preparation of different input datasets: download, domain extraction,
homogenization of formats, or spatial interpolation. 2) A collection of algorithms based on the
analysis of NDVI time series is proposed: Separation of irrigated vs non-irrigated area, a
simplified annual land cover classification, Crop Coefficient, Fraction Cover and Efficient Rainfall.
3) Synthesis against points or areas produces the output data at the desired spatial and
temporal resolution for Integrated Water Modeling or data analysis and comparison.
The toolbox has been used in order to build a WEAP21 model of the Merguellil basin in Tunisia
for the period of 2000-2014. Different meteorological forcings were easily used and compared:
WFDEI, AGRI4CAST, MED-CORDEX. A local rain gauges database was used to produce a daily
rainfall gridded dataset. MODIS MOD13Q1 (16 days, 250m) data was used to produce the NDVI
derived datasets (Kc, Fc, RainEff). Punctual evapotranspiration was compared to actual
measurements obtained by flux towers on wheat and barley showing good agreements on a
daily basis (r2=0.77). Finally, the comparison to monthly statistics of three irrigated commands
was performed over 4 years. This late comparison showed a bad agreement which led us to
suppose two things: First, the simple approach of (Evapotranspiration minus Efficient Rainfall)
to estimate Irrigation at the monthly time step is not pertinent because only a subset of the
irrigated commands is actually irrigated. Hence, a higher spatial resolution of remote sensing
imagery is needed. Second, in this particular area, farmers have a different rationale about
rainfall and irrigation water needs. Those two aspects need to be further investigated.
The toolbox has proven to be an interesting tool to integrate different sources of data,
efficiently process them and easily produce input data for the WEAP1 model on a long term
range. Yet some new challenges have been raised.Gouvernance multi-niveaux de l'allocation de l'eau dans le
bassin du Tensift
O. Tanouti12, F. Molle1
1
GEAU, Montpellier, France
2
Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc
Cette présentation décrit le mécanisme formel d'allocation de l'eau dans le Haouz en considé-
rant à la fois le niveau de la planification et celui de l'allocation annuelle effective.
Dans les deux cas elle montre la diversité des institutions et des acteurs impliqués, les conflits
de mandat ou d'intérêt, le manque d'articulation entre les niveaux de décision. La présentation
fera le point sur les dynamiques actuelles de l'accès et de l’utilisation des eaux souterraines
dans le Haouz. Cet exemple permet de mettre en relief les contradictions institutionnelles de la
gouvernance de l'eau. On analysera le gap entre les politiques officielles de gestion (en particu-
lier les contrats de nappe et l’amélioration de l'efficience des usages) et les changements obser-
vés sur le terrain. L'observation de ces changements permet une discussion des conditions né-
cessaires pour une mise en place efficace des différentes options de gestion, aboutissant à une
conclusion relativement pessimiste sur la possibilité de stabiliser les usages.Diagnostic de la gestion collective de la ressource en eau souterraine
dans les périmètres publics irrigués de la plaine de Kairouan construction d’une
typologie des groupements de développement agricole
Amal Azizi1, Sylvie Morardet2, Marielle Montginoul2, Jean-Louis Fusillier1
1
Cirad, Umr G-Eau, Montpellier, France
2
Irstea, Umr G-Eau, Montpellier, France
A partir du milieu des années 1970, la politique de mobilisation des ressources en eau
souterraine dans la plaine de Kairouan a permis le développement spectaculaire des périmètres
publics irrigués (PPI), gérés par des groupements de développement agricole (GDA) et tous
alimentés à partir des ressources en eau souterraines. L’aménagement de ces périmètres s’est
suffisamment développé pour créer des effets d’entraînement sur l’économie régionale dans
son ensemble.
Toutefois, la saturation de l’offre, le morcellement des exploitations agricoles dans ces
territoires irrigués, l’augmentation continue du prix des intrants (y compris les tarifs de l’eau)
ont conduit à une diminution des revenus des agriculteurs, incitant les irrigants à s’orienter vers
des cultures à haute valeur ajoutée créatrices de richesse. Mais ces cultures sont en
contrepartie plus consommatrices en eau, entraînant une situation de déséquilibre entre l’offre
et la demande. Celui-ci est encore accentué par les dysfonctionnements de la distribution de
l’eau dans les PPI, avec des risques fréquents de pannes et des tours d’eau très longs, qui ont
incité le développement des forages privés, le plus souvent illicites. Cette « révolution
silencieuse » a généré une situation de surexploitation de la nappe souterraine (une
exploitation de 143% en 2015), donnant lieu à un rabattement annuel de plus de 1,5 m.
Après la révolution Tunisienne, la situation dans ces périmètres publics irrigués s’est aggravée.
En effet, les irrigants refusent de payer leurs redevances d’eau ce qui conduit à un déséquilibre
financier des GDAs qui les empêchent de payer leurs charges d’électricité. Ce scénario aboutit à
des coupures d’électricité et une dégradation accrue du service des GDAs,
Des entretiens ont été conduits au printemps 2015 avec des agents du CRDA de Kairouan et des
CTV, ainsi que des présidents et directeurs techniques des 22 GDA de la zone. Ces entretiens
ont permis de recueillir des informations détaillées permettant de caractériser la situation dans
chaque périmètre et de réaliser une typologie des GDAs (Groupements de développement
agricole).
Les PPIs de la plaine couvrent une superficie de 4562 ha avec 888,5 ha d’extension et
regroupent 2085 exploitations. 65% des superficies irrigués sont cultivées en arboriculture, 28%
en maraichage et seulement 7% pour les grandes cultures. Seuls 59 % des GDA sont
fonctionnels, les autres ont des dettes très importantes auprès de la STEG (société tunisienne
de l’électricité et du gaz) ayant entrainé des coupures d’électricité et l’arrêt complet de
l’irrigation. Bien qu’ils ne soient responsables que d’une faible part de la dette totale, les petits
agriculteurs sont les principales victimes des coupures d’eau, les grands agriculteurs, ayant la
capacité d’investir dans leurs propres forages.Les critères discriminants de la typologie des GDA incluent des variables financières (solde
bancaire, dettes envers la STEG) et techniques (écart entre le nombre total de compteurs et
celui des compteurs non fonctionnels, taux de perte dans le réseau de distribution). Nous avons
ainsi distingué 3 groupes :
Trois GDA fonctionnent bien, n’ont pas de dettes d’électricité ni de maintenance. Le ré-
seau d’irrigation est en bon état et la gestion est performante.
Huit GDA se caractérisent par une distribution satisfaisante de l’eau et parviennent à
payer leurs factures d’électricité, mais n’ont pas la capacité de faire face aux pannes.
Enfin, la dernière catégorie regroupe des GDA non viables, incapables de payer les
dettes d’électricité et de maintenir le réseau de distribution. La plupart de ces GDA ont
fini par dissoudre leur conseil d’administration.
Cette typologie permet d’une part de comprendre les points de blocage de la gestion collective
de l’eau souterraine dans la plaine de Kairouan et d’alimenter la réflexion sur la diversité des
situations existantes et les leviers d’action sur lesquels on peut agir pour améliorer cette
gestion. D’autre part elle apporte un éclairage au CRDA pour guider leurs interventions et
adapter leurs décisions au contexte réel du terrain.Comparaison d’outils à vocation opérationnelle pour l’estimation du besoin en
eau des cultures irriguées en région semi-aride méditerranéenne
Diarra A.1, Jarlan L.2, Er-Raki S.3, Le Page M.², Mangiarotti S.², Khabba S.1
1
Faculté des Sciences Semlalia, Université Cadi Ayyad, 40000 Marrakech, Morocco.
2
Centre d’Etudes Spatiales de la Biosphère, Toulouse, France.
3
Faculté des Sciences et Techniques Gueliz, Université Cadi Ayyad, Marrakech, Morocco.
Au Maroc, l’agriculture occupe une place importante dans l’économie nationale avec 14%
du Produit intérieur brut (PIB), un secteur qui consomme plus de 80% des eaux mobilisables.
Dans un objectif de rationalisation de la consommation en eau, nous avons fixé comme objectif
de ce travail d’adapter et d’évaluer deux approches parcimonieuses de modélisation pilotées
par la télédétection spatiale pour estimer l’évapotranspiration (ETR) des cultures annuelles: le
modèle TSEB (Two Sources Energy Balance ; Norman et al., 1995) basé sur la résolution du bilan
d’énergie de surface et la méthode FAO-56 (Allen et al., 1998) basée sur la modulation de la
demande évaporative. Deux expériences ont été menées sur un périmètre irrigué proche de
Marrakech (Maroc) au cours des saisons agricoles 2011-2012 et 2012-2013. Les deux cultures
dominantes du site, blé irrigué par la méthode traditionnelle (gravitaire) et betterave irriguée
au goutte-à-goutte, ont été instrumentées avec le système d’Eddy-covariance et des sondes de
mesures de température et d’humidité du sol et une série d’images SPOT-5 et ASTER a été
acquis en parallèle. Les principaux résultats de cette étude peuvent être résumés comme suit :
- les deux modèles offrent des performances comparables sur le blé avec des RMSE < 1
mm/jour. Sur la betterave, les performances de la méthode FAO-56 sont significativement
dégradées (RMSE de 1,19 mm/jour) à cause d’une forte incertitude sur les apports d’eau. Par
contraste, TSEB propose des performances plus stables pour l’ensemble des sites étudiés.
- à l’échelle de tout le périmètre, les conditions d’alimentation en eau sont
malheureusement assez homogènes aux dates d’acquisition des images ASTER. On peut
simplement souligner : (1) des motifs spatiaux semblables entre les 2 approches et (2) une
gamme de valeur d’ETR sensiblement plus large pour l’approche FAO-56.
- La résolution du bilan hydrique pour la FAO-56 permet une meilleure détection du stress
(indice 1-ETR/ETP) avec une meilleure reproduction des fortes valeurs de stress.
- La partition de l’évapotranspiration entre évaporation et transpiration est évaluée
indirectement par confrontation entre évaporation simulée et mesures d’humidité superficielle.
Avec un coefficient de corrélation de 0.86 quand la végétation n’est pas totalement couvrante
LAI (< 1.5 m²/m²), le modèle TSEB offre une forte potentialité pour inverser l’humidité
superficielle.
En conclusion, les deux modèles offrent de bonnes aptitudes à reproduire l’évapotranspiration.
Le modèle TSEB est particulièrement adapté quand les apports d’eau sont incertains. Nos
travaux en cours concernent l’application de TSEB à l’ensemble de la plaine du Haouz pour
étudier l’efficacité de l’utilisation de l’eau des cultures céréalières.
Mots clés: Agriculture, Eau, Irrigation, Évapotranspiration, Modélisation, Télédétection, Eddy
covariance, Blé, Betterave, SPOT5, ASTER, Stress.Estimating household water demand: evidence from Central
Tunisia in urban and rural areas
M. Favre1, M. Montginoul1
1
Irstea, Umr G-Eau, Montpellier, France
Knowledge of the determinants influencing domestic water demand constitutes an essential
ingredient in the design of water policy in a context of increasing water scarcity due to climate and
anthropic higher pressures. When water demand is increasing and availability of water resources is
not guaranteed or become too expensive due to technology required, water policy should
encourage water demand management measures to prevent imbalance.
A number of studies on domestic water demand have already been conducted in industrialized
countries (see Espey et al. 1997; Dalhuisen et al. 2003; Sebri 2014 for meta-analysis and Arbués et
al. 2003; Baumann et al. 1998; Worthington & Hoffman 2008; House-Peters & Chang 2011 for
literature reviews). Some studies focus on the developing countries cases (see the literature review
from Nauges & Whittington 2009). Empirical evidence stemming from Southern Mediterranean
Countries is still very scarce, especially those which focus both on urban and rural areas in a specific
region. The main reason is because water may be unmetered and delivered by small distributors
which do not have a strict accounting system and which delivers water only to few households
(Nauges & van den Berg 2009). To build water demand, households surveys are then needed, which
are really complex to design because of the need to estimate water consumption.
The present paper presents a case study located in central Tunisia, comprising urban and rural areas.
Following the 2011 Revolution, water access (for domestic and also agricultural needs), had become
one of the highlights of the demand for overall improvement of rural living conditions (Gana 2012).
In particular, water demand in rural areas has changed, and now leads to re-question the current
national balance in terms of ressource and sector financing in Tunisia which will impact all the
country.
The paper contributes to the recent literature dealing with water demand issue in Southern
Mediterranean countries in the particular context of water scarcity. The objective of the paper is to
improve the knowledge of water demand determinants both in urban and rural areas in Tunisia, by
conducting an in-depth analysis at the household level, contrary to previous works done in Tunisia
which were at done at the district level and only for urban sector (Ben Zaied 2013; Ayadi et al. 2002;
Binet & Ben Zaïd 2011; Sebri 2013). This improvement may be helpful for general water sector
planning and strategies design, as it documents the value of adding new connections, and help to
estimate the future water consumption and wastewater production as soil preservation is also
becoming an issue. Another specific objective is to estimate price elasticity in various contexts to
anticipate responses to changes in water tariff structure and the design of tariff instruments to
incite to water conservation.
Results are being analyzed, they are not yet confirmed. Specification of demand functions may be
used to forecast water consumption following different scenarios in terms water access modes and
tariff.
Keywords: water demand, estimation, econometrics, households sample survey, case study, Tunisia.Désagrégation sociale et spatiale des usages de l'eau dans le
Haouz
F. Molle1, O. Tanouti12
1
GEAU, Montpellier, France
2
Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc
L'allocation de l'eau au niveau du Haouz est étudiée en analysant l'ensemble des flux distribués
ainsi que leur retour vers la nappe ou les rivières, en montrant également les interactions entre
usages et usagers, et en effectuant une désagrégation à la fois spatiale et sociale. On met ainsi
en évidence, en particulier, les superficies et les dotations en euros correspondants aux grandes
exploitations d'Olivier et d'arbres fruitiers, ou aux zones résidentielles. Ce bilan hydro social est
alors utilisé pour analyser et discuter les politiques de l'eau actuelles.
Ce bilan montre également la relativement grande incertitude quant à l'estimation d'un certain
nombre de termes du bilan, les travaux antérieurs pouvant dans certains cas influencer les esti-
mations faites. Certaines combinaisons d'hypothèses faites sur ces différents termes conduisent
à des estimations annuelles du déficit plus importantes que les chiffres généralement avancés.Les sources de l'histoire de l'irrigation dans le Haouz de
Marrakech
M. Faïz
Département des sciences économiques- FSJES-MarrakechAnalyse climatique multi-modèles, à l’horizon 2050, sur les bassins
du Tensift (Maroc) et du Merguellil (Tunisie)
C. Szczypta1, E. Martin2, A. Boone1, P. Le Moigne1, M. Le Page3
1
CNRM/GMME/MOSAYC, Toulouse, France
3
CESBIO, Toulouse, France (UMR113 IRD, CNRS, UPS, CNES)
Les régions du sud de la Méditerranée sont soumises à un climat semi-aride, ce qui tend à accroître,
sur ces territoires, la pression sur la ressource en eau, nécessaire notamment aux activités domes-
tiques et agricoles. Le changement climatique, qui impactera très probablement les températures
de l’air et les précipitations, devrait être encore plus marqué sur cette zone méditerranéenne, quali-
fiée de « hot spot » du changement climatique. Pour cette raison, il est important d’étudier, dans
ces régions,l’évolution des ressources et des usages en eau dans le futur, et dans ce contexte, diffé-
rentes analyses ont été réalisées, relativement au volet « Analyse climatique multi-modèles à
moyens termes » du projet AMETHYST.
Ce travail a été mené à l’échelle locale, sur les sites de Marrakech (Tensift, Maroc) et de Kairouan
(Merguellil, Tunisie), puisqu’il s’agit de sites instrumentés disposant de longues séries historiques de
données observées. Cela a permis d’approfondir les analyses des différents scénarios climatiques
disponibles en 1-D. Pour ce faire, huit séries de données ont été extraites de la base de données
MedCordex et utilisées pour construire les scénarios. Ces séries couvrent deux scénarios
climatiques, à savoir un scénario « fort » (RCP8.5) et un scénario plus faible (RCP 4.5). Les données
brutes des modèles ont été corrigées grâce à deux méthodes de downscaling, la méthode quantile-
quantile et une méthode dite de perturbation. Cette étude locale a permis de montrer qu’avec le
scénario RCP4.5, les températures devraient augmenter d’un degré en moyenne à l’horizon 2030,
puis de 1.5°C en moyenne à l’horizon 2050, sur les sites de Marrakech et de Kairouan. Ces
augmentations pourraient respectivement atteindre 1.3°C et 2.3°C en moyenne, aux deux stations,
aux horizons 2030 et 2050, avec le scénario RCP8.5. Cette augmentation devrait notamment
toucher les mois les plus chauds de l’année (mois d’été), et à l’inverse être moins importante en
hiver et en automne. Elle s’accompagnera d’une augmentation du nombre de jours chauds annuels.
Concernant l’évolution des précipitation, à Marrakech, on a pu voir qu’une diminution des
précipitations était attendue et devrait notamment affecter les précipitations du printemps et de
l’automne. Cette évolution des précipitations reste néanmoins plus incertaine que celle des
températures et ne devrait engendrer que de très faibles évolutions en terme de nombre de jours
secs annuels (très légère augmentation) et d’évènements pluvieux annuels (très légère diminution).
L’étude des variabilités interannuelles, intermodèles et des incertitudes a permis de conclure que
l’évolution attendue des températures est robuste, alors que celle des précipitations l’est beaucoup
moins.
Pour le climat présent, nous avons pu voir que les deux méthodes de downscaling donnent des ré-
sultats très proches et sont indispensables pour corriger les biais des sorties brutes des modèles.
Pour le climat futur, les deux méthodes convergent sur l’évolution des températures moyennes.
Pour les précipitations l’accord est moins net. La méthode de perturbation, de part sa construction
a une variabilité interannuelle plus importante (proche des observations). L’intérêt de cette der-
nière réside dans le fait qu’elle permet de faire de la futurisation des différentes variables à partir
des simulations MEDCordex, notamment sur les zones où les séries sont trop courtes pour utiliser la
méthode quantile-quantile, ou en l’absence de séries observées (modélisation spatialisée).Les changements projetés sur les ressources en eau de surface du bassin
Rheraya (Haut Atlas, Maroc) par un ensemble de modèles Med-CORDEX
Ahmed Marchane1, Yves Tramblay 2, Lahoucine Hanich 1, Denis Ruelland 3, Lionel Jarlan 4
1
L G - Département des Sciences de la Terre, Faculté des Sciences et Techniques
2
IRD - HydroSciences Montpellier (UMR 5569), Montpellier, France
3
CNRS - HydroSciences Montpellier (UMR 5569), Montpellier, France
4
IRD - CESBIO (UMR 5126), Toulouse, France
Pour anticiper les changements potentiels dans la quantité d'eau disponible dans le bassin
versant montagneux Rheraya (près de Marrakech), il est important de connaître l'évolution de
cette ressource en relation avec les changements climatiques. Dans cette étude, nous utilisons
le modèle GR4J avec un module de neige avec des séries chronologiques de précipitations et
débit (1989-2009). Le modèle a été calibré et validé avec succès sur diverses périodes. Ensuite,
nous avons utilisé un ensemble de 5 modèles climatiques régionaux (RCM) fournis par le
programme Med-CORDEX avec une méthode de perturbation par quantiles pour simuler des
scénarios futurs de prévisions des débits.
L'évaluation des précipitations simulées par les RCMs montre une forte sous-estimation de ~
50%, mais une bonne reproduction du cycle pour les températures. Les projections des 5 RCMs
selon les deux scénarios RCP4.5 et RCP8.5 montrent une hausse des températures (+1.4°, +2.6°)
conjointement à une baisse des précipitations totales (-19%, 31%). Concernant la modélisation
hydrologique avec GR4J, des résultats stables sont obtenus pour la calibration et la validation
quelle que soit la période choisie, avec une erreur maximale de 15% dans la validation sur les
débits mensuels. Les prévisions des débits (2041-2062) présentent une forte diminution prévue
du ruissellement de surface (-30%, -60%) et des baisses significatives des niveaux des réservoirs
enneigées, liées à la diminution des précipitations et l'augmentation de la température.
Mots-clés: GR4J, Changements climatiques, Neige, ProjectionsEtude de la persistance de la sécheresse en Tunisie par
utilisation des chaînes de Markov (1909-1996)
H. Habaieb1
1
INRGREF, Tunis, Tunisie
L'analyse d'une série de précipitations annuelles fait apparaître l'existence de dépendances
stochastiques pour le climat tunisien. Elle permet de constater une forte tendance pour qu'une
année sèche soit suivie d'une autre année sèche. Pour analyser cette dépendance, nous avons
appliqué les chaînes de Markov. Afin d'assurer une vision globale du phénomène sur l'ensemble
du pays, la Tunisie a été divisée en six régions, englobant chacune trois à cinq stations
pluviométriques : Nord-Ouest, Nord-Est, Centre-Ouest, Centre-Est, Sud-Ouest et Sud-Est. Le
nombre d'observations, pour chaque région, est de 88 (de 1909 à 1996). L'étude a montré que
la sécheresse est un phénomène assez fréquent et récurrent deux années de suite, voire trois
années ou plus. La probabilité d'avoir deux années sèches consécutives est plus importante
dans les régions de l'Ouest, du Nord-Ouest et du Centre-Ouest, régions qui participent d'une
façon considérable à la production agricole du pays. Ces résultats pourront aider à établir une
stratégie de lutte contre la sécheresse.
Mots clés : sécheresse, précipitationsChangements climatiques au Maroc : Évolutions observées
et futures du climat
Khalid El rhaz, Fatima Driouech, Wafae Badi
Direction de la Météorologie Nationale (DMN)
Le changement climatique représente l’un des défis majeurs du 21ème siècle à la fois aux échelles
planétaires, régionales, et même locales. Actuellement, le réchauffement du système climatique est
sans équivoque et beaucoup de changements observés sont sans précédent sur des échelles spatio-
temporelles équivalentes. L’évolution observée montre également que chacune des trois ou
plus dernières décennies a été successivement plus chaude à la surface de la Terre que toutes les
décennies précédentes depuis 1850. Au réchauffement, s’ajoutent, en autres, des changements au
niveau des phénomènes extrêmes (sécheresse, vagues de chaleur et de froid, fortes précipitations, …) en
termes d’intensification, de persistance, de fréquence ou encore de répartition spatiale. Tous avec des
empreintes non négligeables sur l’Homme et les écosystèmes.
Le Maroc de part sa position météorologique et géographique se trouve dans une région vulnérable aux
changements climatiques que ça soit en termes thermiques ou pluviométriques. En effet, les évolutions
observées montrent un allongement de la période maximale de sécheresse notamment hivernale, une
hausse de la température moyenne maximale et minimale ainsi qu’une augmentation de l’amplitude des
extrêmes chauds (jours chauds vagues de chaleur).
Les projections futures, évaluées à partir des sorties d’un ensemble de modèles climatiques Issus d’une
part de l’Expérience Cordex Africa et d’autres part du modèle Aladin-climat tourné à la DMN informe sur
un réchauffement supplémentaire combiné à une variation dans le régime pluviométrique. En effet, pour
les deux horizons à moyen terme (2021-2050) et à plus terme (2036-2065) et selon deux scénarios de
Representative Concentrations Pathways (RCP) 4.5 et 8.5 nous signalerons un hausse de la température
moyenne maximale et minimale et une tendance plutôt vers l’assèchement notamment en saison
hivernale avec un allongement des périodes maximales de sécheresse.Vous pouvez aussi lire
