La réglementation actuelle encourage fortement à réduire les doses de pesticides et interdit de nombreux produits, poussant le développement de produits phytosanitaires à faible impact environnemental. Cela impose de développer des stratégies de traitement en temps réel plus complexes pour assurer la protection de la culture et ainsi maintenir un rendement suffisant. Parmi ces stratégies innovantes, le développement de méthodes alternatives basées sur des solutions techniques d'irrigation localisée (micro-aspersion) répond à ces enjeux qualitatifs et quantitatifs. Cela peut contribuer à réduire de façon significative les quantités de pesticides utilisés, ou permet d’utiliser des produits moins concentrés mais appliqués plus souvent, pour autant que les arroseurs assurent une couverture homogène de la culture et limitent les pertes par ruissellement sur les feuilles et par dérive.

 

Une part du travail concerne la dispersion d’un jet en gouttes : on se propose de mettre au point une méthode de projection du fluide permettant une standardisation de la taille des gouttes, pour limiter à la fois la formation de trop grosses et très petites gouttes, et ainsi contrôler leur distribution sur un périmètre restreint tel qu’une haie végétale. Les intrants ajoutés à l’eau peuvent modifier la rhéologie du fluide et par là même le processus d’atomisation.

 

Image1 Felis 

 © F.Felis, Atomisation, Montpellier, 2016

 

On souhaite, principalement à partir de travaux expérimentaux, définir les caractéristiques d’un jet (et les moyens de l’obtenir industriellement) pour conserver une portée maximale pour une vitesse de jet minimale. Le tout en produisant des gouttes dont la taille sera suffisamment : grande pour les rendre peu sensibles au vent, et faible pour ne pas créer de ruissellement sur les plantes et ainsi conserver le produit de traitement sur ces dernières.

 

Mots clés : Atomisation, Dispersion, traitement sur et sous frondaison.

 

La réutilisation d’eaux usées traitées (REUT) pour l’irrigation de cultures agricoles ou l’arrosage d’espaces verts présente un intérêt vis-à-vis de la préservation de la ressource en eau tant du point de vue quantitatif que qualitatif, exacerbé par les perspectives de réchauffement climatique et de croissance de la population. La France s'est dotée récemment d'une réglementation (arrêté du 2 août 2010, révisé en juin 2014) qui autorise l’usage de systèmes d’irrigation gravitaire et localisée, et établit des règles spécifiques pour la REUT par aspersion, dans l’attente d’une meilleure évaluation des risques sanitaires liés à cette application. A l’international, d’autres règlementations, reposant sur une évaluation quantitative des risques microbiens, ont commencé à apparaître en 2006 (WHO, 2006 et EPHC/NRMMC/AHMC, 2006). Cependant, cette approche très rationnelle (on ne traite pas les eaux usées au-delà des besoins sanitaires), reste limitée par le manque de connaissances, en particulier des risques liés à l’inhalation de pathogènes ou de contaminants toxiques durant l’irrigation par aspersion (aérosolisation et transport). La dispersion et l’évaporation sont des mécanismes qui ont été très peu analysés vis-à-vis de leur potentiel de contamination de l’environnement suivant la charge des eaux utilisées pour l’irrigation, en particulier concernant des particules très fines de taille micrométrique ou nanométrique. La demande sociétale exige de tendre vers une gestion de nos ressources raisonnée par un plus grand recyclage de nos déchets, grâce à de nouvelles pratiques dont les impacts doivent être précisés.

 

Photo1 MolleB  Photo2 MolleB

 

 

 

©B.Molle, Irrigation par aspersion, Lieux Rians (2011) et Salon de Provence (2013)

 

 

Le principal objectif de cette thèse est de caractériser les mécanismes de dispersion d’aérosols selon différentes techniques d'irrigation et configurations atmosphériques.  L’approche proposée se base sur un important dispositif expérimental pour étudier les processus en conditions contrôlées, mais également sur des mesures extérieures en cas réel. Elle vise à fournir les connaissances fondamentales pour un modèle de dispersion de contaminants liés à l’irrigation. Les méthodes développées et les mécanismes étudiés permettront également de répondre aux questions posées par l’utilisation des installations d’irrigation pour les traitements phytosanitaires en particulier en arboriculture (PuF : pulvérisation sur frondaison). Ces travaux permettront de participer à la mise en place des directives encadrant l’aspersion avec des eaux usées et à terme la PuF.

 

Mots clés : Modèle de transport, Dispersion atmosphérique, Réutilisation d’eaux usées, Bio-aérosols, Soufflerie

Les grandes plaines deltaïques sont considérées comme faisant partie des zones les plus vulnérables aux changements globaux. Ce sont des régions fortement peuplées, avec des systèmes agricoles très intensifs et productifs d’importance nationale et internationale, et sujettes à des mutations environnementales significatives : montée du niveau de la mer et salinisation des eaux et des terres, construction d’infrastructure de contrôle de l’eau –barrages- dans les bassins versants amonts, etc.

 

Boating1©  Baoting, Venot J.P., IRD

 

 

Comprendre comment les zones deltaïques vont répondre à des pressions « externes » et des dynamiques « internes », et donc quel modes de gestion et gouvernance pourraient être mis en place pour en atténuer les impacts nécessite une compréhension fine de leur fonctionnement hydrologique.

Il s’agit là d’une question scientifique à part entière qui présente de nombreux défis. Les zones deltaïques sont en effet des hydro-socio-systèmes complexes à appréhender, et ce, pour plusieurs raisons : (1) un réseau hydrographique ‘diffus’ fait de cours d’eau naturels et d’infrastructures de dérivation et contrôle de l’eau interdépendants; (2) une variabilité intra-annuelle de l’occupation des sols (zones inondées/exondées) ; (3) des directions et vitesses d’écoulement différentes en fonction des saisons mais aussi des marées ; (4) des infrastructures pouvant jouer à la fois le rôle d’approvisionnement en eau mais aussi de drainage ; (5) une forte sensibilité vis-à-vis de la topographie et des dynamiques de sédimentation ; (4) l’absence de station de mesures suffisamment distribuées pour donner une image précise de leur fonctionnement et nourrir des modèles hydrologiques classiques.

Le développement de l’information spatiale a largement accru les possibilités de caractérisation des dynamiques hydrologiques à l’échelle de grands systèmes (voir notamment les travaux de l’UMR sur les petits barrages, les périmètres irrigués, les zones deltaïques). L’application de ces méthodes à des échelles plus fines reste cependant un enjeu important notamment dans un contexte de multi-usage de l’eau. Par ailleurs, l’utilisation d’informations de natures et d’échelles différentes (surfaces en eau, évapotranspiration, données locales  d’hauteur d’eau ou de temps et débit de pompage etc.) pose des questions méthodologiques en termes de gestion de données pour la paramétrisation de modèles hydrologiques intégrés.

 

 

Canal 67 Intake sept 2017 1© Canal 67 Intake sept. 2017, Venot J.P., IRD

 

 

D’autre part, les questions de gestion intégrée amènent à construire des modèles spécifiques mettant en relation des forçages hydrologiques, des usages de l’eau (pompages agricoles notamment), des gestions d’ouvrages de régulation… en vue d’évaluer la sensibilité des services fournis par les deltas aux grands changements environnementaux, qu’ils soient issus des changements climatiques ou des politiques nationales d’aménagement ou de gestion de l’eau. Ces questions essentielles pour la grande majorité des deltas amènent à poursuivre le développement de modèles adéquats, modèles qui pourront éclairer la décision publique sur les stratégies d’adaptation aux changements globaux

Cette thèse vise donc à répondre à la question de recherche suivante : Comment appréhender le fonctionnement hydrologique des grandes plaines deltaïques dans une perspective de gestion intégrée des ressources ? Plus particulièrement, les sous questions porteront sur : (1) comment représenter la complexité hydro-sociale des deltas dans une plateforme de modélisation ; (2) comment calibrer de tels modèles sur la base de données et informations de nature différentes et collectées à différentes échelles et (3) comment utiliser ces modèles pour tester des scénarios en appui à des projets de développement et politiques publiques.

Ce travail sera mené dans le haut delta du Mékong au Cambodge et plus particulièrement la province de Kandal, en aval de Phnom Penh, en grande partie située entre les fleuves Mékong et Bassac et la frontière du Vietnam. Contrairement au delta Vietnamien du Mékong, la province de Kandal n’a pas fait l’objet de projets d’aménagement de grande ampleur : il s’agit d’une zone humide dont une grande partie est inondée en saison des pluies (procurant ainsi un biotope privilégié pour la reproduction et le développement de la faune aquatique) et, lorsque l’eau se retire, est propice à la riziculture de décrue dans les zones les plus basses. On y trouve cependant des infrastructures sommaires datant de la période coloniale et utilisées continuellement depuis : des brèches dans les berges du Mékong et du Bassac se prolongent par des canaux en terre, perpendiculaires à ces deux cours d’eau.

 

 

Prek Ag landscape1© Preks Ag Landscape, Venot J.P., IRD

 

 

Ces canaux, localement appelés Preks constituent des voies de communication privilégiées tout au long de l’année pour les populations et ont permis le développement de deux types d’agriculture irriguée : (1) horticulture et maraichage sur les terres les plus hautes (les agriculteurs utilisent alors des petites motopompes pour pomper de l’eau depuis les Preks) et (2) riziculture dans les zones d’arrière berge. L’hydro-socio-système remarquable de Kandal est à la croisée des chemins alors que divers projets de réhabilitation de ces Preks ont récemment été conduits et d’autres sont en cours de planification – avec de possibles perspectives de « poldérisation ». La région de Kandal dans le haut delta du Mékong offre donc l’opportunité de comprendre l’hydrologie d’un hydro-socio-système de delta relativement peu artificialisé mais aussi de discuter des impacts possibles – et stratégies d’adaptation - que différentes modalités d’aménagement pourraient avoir sur la base de l’élaboration et modélisation de scénarios actuellement à l’agenda du gouvernement cambodgien et des bailleurs de fond qui l’appuient. 

Image1 bremard© Source : http://www.now26.tv/view/50884/BANGKOK-IS-SINKING-MAYBE-UNDERWATER-IN-15-YRS.html

 

 

Bangkok a progressivement transitionné d’une ville sur l’eau à une ville sur terre au fur et à mesure que les routes ont remplacé les transports fluviaux et que les habitations sur base bétonnée ont remplacé celles sur pilotis. L’urbanisation de la capitale thaïlandaise s’est ainsi accompagnée d’importantes transformations environnementales : pollutions domestiques et industrielles des canaux et rivières, pollution atmosphérique, endiguement contre les inondations, l’affaissement de la ville suite à la surexploitation des eaux souterraines et l’imperméabilisation croissante des sols par le bétonnage et le non-respect de la préservation des zones inondables dans les plans d’urbanisme. Dans une perspective critique d’écologie politique et de géographie historique, la thèse analyse la ville de Bangkok en tant qu’écosystème intégré au sein duquel circulent énergies, ressources, risques, déchets, mais aussi discours et pouvoirs.

 

 

Image2 bremard© Source : https://www.theatlantic.com/photo/2011/10/bangkok-underwater/100178/#img02

 

 

L’eau ainsi que les réseaux d’infrastructures constituent les vecteurs et les manifestations de ces circulations. La transformation environnementale de Bangkok n’est pas seulement le résultat d’une urbanisation présentée comme incontrôlée ou inéluctable mais aussi le résultat de faisceaux d'intérêts politiques et financiers qui remodèlent constamment le flux et la distribution spatiale des bénéfices et des coûts associés à la transformation de l'environnement aquatique et du cycle hydrologique. La thèse porte donc principalement sur le jeu d’acteur institutionnel autour de la gestion de l’eau. Elle analyse l’évolution des politiques publiques de l’eau, notamment suite à de grands évènements comme l’inondation historique de 2011 et resitue les risques environnementaux dans un cadre d’enjeux politico-économiques.

 

Mots clés : Ecologie politique, Sociologie des organisations, inondations, gouvernance de l’eau, politiques publiques de l’eau, Bangkok.

photo1 web© Agence nationale des Barrages et Transferts : Mission hydraulique en Algérie vue d'ensemble sur le barrage prise de Chéliff impliqué dans le grand transfert Mostaganem, Arsew, Oran (MAO)

 

Cette thèse traite la rareté des ressources en eau et la politique de l’eau en Algérie avec un cas d’étude sur le bassin versant de Macta dans la région hydrographique de l’Oranie-Chott-Chergui. Le choix de ce bassin est justifié par plusieurs facteurs. En premier lieu, dans les grands périmètres irrigués (GPI) Habra et Sig, les quotas allouées sont insuffisants pour une irrigation pérenne. En 2017, le  quota d’eau sollicité par les irrigants est estimé à 85 Mm3, alors que les quotas alloués ont avoisiné 51 Mm3 soit un taux de satisfaction qui ne dépasse pas 60 % conduisant ipso facto à une sous utilisation des superficies agricoles équipées. Ainsi sur 27810 hectares équipés, la superficie irriguée est de  12734 ha soit un taux de 46 % (ONID, 2018), donc l’objectif d’expansion des GPI sans une réhabilitation et une maintenance constitue une aberration économique. De plus, les agriculteurs sollicitent de plus en plus les nappes souterraines pour irriguer leurs exploitations (petite et moyenne hydraulique [PMH]) et ce loin de tout contrôle sur les prélèvements réels (78900 ha irrigués en PMH en 2016). Toutefois, bien que le bassin parait en situation d’excédent d’eau, on assiste à la mobilisation des ressources non conventionnelle par la construction de la plus grande station de dessalement de l’eau de mer (SDEM) en Afrique à savoir la SDEM de Macta avec une capacité de production de 500000 m3 par jour et l’importation des ressources en eau à partir d’autres bassins.

 

photo2 web©  Direction de l'Hydraulique Agricole (DHA) : Un système d'irrigation visant à économiser l'eau dans le sud de l'Algérie

 

 

Dès lors, notre réflexion pose les jalons d’une confrontation entre les ressources naturelles en eau et les besoins des différents usagers. Pour cela, nous envisageons de suivre une approche multidimensionnelle, pragmatique, renforcée par des fondements théoriques nouveaux dans la gestion de l’eau et dans la gestion intégrée des ressources en eau (GIRE), et ce en suivant l'eau depuis sa mobilisation jusqu'à son utilisation. L’élément saillant à ce niveau sera l’identification de la forme de la rareté de l’eau en Algérie et dans le bassin étudié à travers un essai de compréhension de la construction sociale de la pénurie en eau dans le bassin étudié (Buchs, 2009 ; 2012) et une lecture critique de l’approche des indicateurs (Falkenmark et al., 1989 ; 1997 ; Sullivan, 2002 ; Jemmali et Sullivan, 2014 ; Molle et Mollinga, 2003 ; Feitelson et Chenoweth, 2002 ; Chenoweth, 2008 ; Giné garriga et Foguet, 2008 ; 2010 ; Damkjaer et Taylor, 2017). Le phénomène de pénurie se caractérise en fait par différentes dimensions sociétales complexes et nous proposons d'examiner l’aspect économique en montrant l’effet d’un manque de prise en compte effectif de la gestion de la demande en eau (GDE) en Algérie et dans notre zone d’étude face à une gestion traditionnelle par l’offre, avec un questionnement sur le bilan hydrique de bassin de Macta et la situation de celui-ci par rapport à l’approche de la fermeture des bassins (Molle, 2003 ; 2003a ; 2008 ; Molle et al., 2010 ; Falkenmark et Molden, 2015) et ce par une étude à la fois rétrospective et prospective (à l’horizon 2035). Le travail vise aussi à introduire des recommandations en faveur du changement des orientations du modèle hydraulique algérien par l’introduction des principes des la GDE comme l’amélioration de l’efficience de l’eau agricole et l'application des nouvelles approches de la gestion de l’eau afin de construire une capacité d’adaptation face à la pénurie.

Durance Laurenceau these© Source : https://www.serreponcon-tourisme.com/

 

 

 

La gestion et la gouvernance de l’eau sont au coeur des enjeux actuels de transition écologique. En effet, la situation des bassins du sud de la France face au changement climatique est préoccupante. Les dernières estimations prévoient une augmentation des températures d’ici 2100 de 1.5 à 2 degrés Celsius, avec une augmentation du nombre de vagues de chaleur dans le sud, diminuant les débits d’étiage et les ressources en eau (Fabre 2012 ; Ministère de l’Environnement 2017). Cela peut augmenter les risques de fermeture de bassin versant, qui a lieu lorsque les quantités d’eau présentes ne permettent plus d’assurer l’approvisionnement régulier des différents usagers ou le maintien des écosystèmes et de leurs fonctions écologiques, comme la dilution des pollutions, le transport des sédiments et la qualité d’habitats d’une grande biodiversité (Molle 2008).


Dans cette situation critique, la question de la gouvernance de l’eau et de l’articulation des échelles de gestion existantes est essentielle. Succédant à une période de grands aménagements des rivières gérés par l’État, à partir du début du XXe siècle et jusque dans les années 1970, la décentralisation et la diversité des enjeux ont conduit à la territorialisation de la gestion de l’eau (Lascoumes et Le Bourhis 1998 ; Ghiotti 2006). Cela a entraîné son implication avec d’autres filières de gestion des espaces, comme l’agriculture, l’urbanisme ou la gestion des milieux naturels (Narcy 2004). La gestion de l’eau fait donc partie de projets de territoires, et ses liens avec la qualité des milieux et la préservation de la biodiversité ont été renforcés dans les dernières législations européennes (DCE, 2000) et françaises (LEMA, 2006 et MAPTAM, 2014 ; Colon et al. 2017). L’objectif principal de la thèse consiste à analyser les phénomènes d’interaction entre l’aménagement de l’hydrosystème et l’environnement d’une part, et les modes d’actions publiques et de gouvernance d’autre part, à travers la trajectoire historique du bassin versant de la Durance. La compréhension fine de ces interactions pourra éclairer les enjeux actuels de la gouvernance territoriale de l’eau face à l’urgence climatique et environnementale. La première partie de la thèse retracera l’histoire longue du bassin, en analysant dans un premier temps l’évolution de l’hydrosystème, ses aménagements successifs et les interdépendances générées entre les différents acteurs. Ensuite, l’évolution des instruments de politique publique mobilisés et les régimes de droits d’usage seront
analysés, en se concentrant sur l’appropriation des instruments par les acteurs locaux (Lascoumes 2007 ; Lascoumes et Simard 2011). Bien que le bassin de la Durance ait fait l'objet de nombreux travaux dans différentes disciplines, ceux-ci n'ont souvent considéré qu'une partie, époque, ou problématique particulière. Cette partie synthétique reposera largement sur l'ensemble de ces travaux passés ainsi que sur des études récentes d'envergure (Plan Durance Multi-Usages 2005–2015, SOURSE, etc). La deuxième partie portera sur les enjeux actuels et futurs concernant la (ré)allocation de l'eau et les externalités induites par ces redistributions spatiales de la ressource. Elle s’appuiera sur une analyse des travaux de prospective existants (R2D2) et sur des entretiens semi-directifs réalisés auprès des principaux acteurs (EDF, Société du Canal de Provence, État, collectivités territoriales, irrigants, opérateurs touristiques…). Cette thèse permettra ainsi d’apporter des éléments de réponses sur le rôle de l’État dans les politiques de l’eau en France (Cour des Comptes 2015) et plus généralement sur les questions de gouvernance dans un contexte de sécheresse accrue, de perte de biodiversité et de tension sur la ressource.

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