Abhatoo - Centre Nationale de Documentation

Avec la pression croissante sur les ressources en eau accentuée par la menace des changements globaux, l'agriculture irriguée, surtout dans les régions semi-arides, se trouve confrontée à de nouvelles exigences. Une gestion optimale des ressources en eau est indispensable dans les périmètres irrigués afin d'éviter à la fois l'irrigation excessive et le stress hydrique dommageable aux cultures.
Dans ce contexte, proposer un outil simple, parcimonieux et robuste, facile à mettre en place permettant de suivre le besoin réel en eau des cultures, à différentes échelles spatio-temporelles, permettrait d’apporter un indicateur tangible quant à l’efficience de l’irrigation dans les périmètres irrigués. Ce travail de thèse a pour objectif d’évaluer et d’adapter plusieurs outils de suivi de l’évapotranspiration des cultures irriguées de l’échelle parcellaire à l’échelle régionale par l’utilisation de la télédétection multi-capteurs et multi-résolution. Notre zone d’étude est le bassin versant du Tensift au Maroc, objet d’étude du LMI TREMA (Jarlan et al., 2015) et support de l’observatoire Tensift. Nous avons identifié 3 outils : un modèle de bilan d’énergie de surface (TSEB ; Norman et al., 1995) piloté par une observation de température radiométrique qui renseigne indirectement sur l’état hydrique de surface ; l’approche à coefficient cultural double de la FAO-56 (Allen et al., 1998) qui prédit l’état hydrique de surface par la résolution d’un bilan hydrique mais nécessite en contre-partie de connaître précisément les apports d’eau, grandeur très incertaine sur les périmètres irrigués à l’échelle parcellaire ; la modélisation globale qui, par opposition aux deux autres, est une approche autonome ne nécessitant aucun forçage externe. Dans un premier temps, la confrontation des simulations du modèle TSEB à un ensemble de mesures expérimentales recueillies à l’échelle parcellaire durant 2 saisons agricoles ainsi qu’à l’approche FAO-56 préalablement calibrée sur les principales cultures de notre région d’étude sur la base de travaux antérieurs a permis de montrer que : - le modèle TSEB est très robuste et offre des performances acceptables pour la prédiction de l’évapotranspiration (RMSE < 1mm/jour sur 4 sites lors de deux saisons agricoles) ; - les bonnes capacités de cet outil pour la détection de stress hydrique ; - une bonne aptitude également à partitionner l’évapotranspiration entre évaporation du sol et transpiration de la plante. Dans un 2ème temps, nous avons évalué les capacités prédictives d’un modèle global que nous avons développé sur la base d’une série temporelle d’évapotranspiration observée sur le terrain. La modélisation globale est basée sur la théorie des systèmes dynamique non-linéaire. Si elle ne possède pas les capacités explicatives des modèles mécanistes évoqués ci-dessus, peut être une bonne alternative pour la prévision de l’évapotranspiration. L’analyse de l’horizon de prévisibilité du modèle global que nous avons obtenu montre un intérêt limité pour les agriculteurs ou les gestionnaires puisque cet horizon n’excède pas 3h. Néanmoins, cette approche, très originale dans ce contexte, reste particulièrement séduisante et ouvre plusieurs perspectives. Enfin, nous avons développé un prototype « tout satellite », basé sur le modèle TSEB et qui utilise uniquement les produits gratuits MODIS et les ré-analyses ERA-Interim, pour le suivi spatialisée et à long terme de la consommation en eau des cultures dans le bassin versant du Tensift. Après une évaluation des forçages ERA-Interim, nous avons évalué la performance du prototype par (1) confrontation des prédictions des composantes du bilan d’énergie aux données expérimentales de l’observation Tensift et (2) confrontation de la consommation mensuelle prédite au niveau des principaux périmètres irrigués de la région aux apports d’eau mensuels fournis par l’office régional qui gère ces périmètres. Ainsi, on observe une forte surestimation (quasiment un facteur de 2) de l’eau réellement consommée par rapport aux apports d’eau, ce qui pourrait être lié à la forte multiplication des forages qui touche la région. Ce travail et les outils développés ouvrent des perspectives plus finalisées pour l’aide au pilotage et à la gestion de l’eau agricole dans les régions semi-arides.