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RUISSELLEMENT ET SUBMERSIONS LOCALES ASPECTS EXPERIMENTAUX
Introduction
La mise en valeur de la plaine du Gharb est pénalisée par l’excès d’eau hivernal compte tenu de son climat subhumide et de la nature argileuse de ses sols conjuguée à une pente très faible. En hiver, les pluies provoquent l’engorgement des sols et l’apparition des excès d’eau superficiels portant préjudice aux cultures installées en automne et en hiver. Le travail que nous avons conduit dans le cadre de la présente étude vise à démontrer que la raie longue assujettie à la réalisation du nivellement présentenon seulement un intérêt pour l’irrigation en période estivale, mais également vis-à-vis du drainage de surface en période hivernale.
Des expérimentations en plein champs ont été réalisées afin d’évaluer les performances hydrauliques, hydrologique et enfin agronomiques du drainage de surface par le système de la raie longue. En parallèle, et à des fins de comparaison, des expérimentations ont été conduites sur deux autres systèmes irrigués par aspersion :
– une parcelle nivelée sans raies
– une parcelle non nivelée (sans raies).
La culture choisie pour ces trois systèmes est la betterave à sucre. A fin d’analyser les conséquences agronomiques de l’excès d’eau en conditions bien contrôlées, des expérimentations en pots ont été conduites pour déterminer l’impact des durées de submersion plus au moins longues sur la germination des graines et sur les plantules de la betterave à sucre.
Dans ce chapitre nous proposons d’abord une revue de la littérature concernant l’étude du ruissellement (assimilé dans ce document au drainage de surface) et plus exactement à sa genèse et à ses mécanismes. Nous présenterons ensuite le contexte expérimental et interpréterons enfin les résultats auxquels il a conduit.
Définition du ruissellement
L’étude du ruissellement a fait l’objet de nombreux travaux spécifiques se rapportant aux différents processus initiant les chemins de l’eau dans le bassin versant (Augeard, 2006). Il constitue un des facteurs critiques contrôlant l’érosion (Hudson, 1995). Grill et al., (1991) notent que les dégâts liés à l’augmentation du ruissellement et à l’érosion des terres agricoles ont connu une aggravation notable dans certaines régions de France. Historiquement, les travaux sur les principaux processus contrôlant le chemin de l’eau dans le bassin versant avaient pour objectif une meilleure connaissance de la genèse des crues. L’historique des hypothèses émises à travers ce type d’approche est largement décrit dans la bibliographie (Bonnell, 1993 ; Ambroise, 1998 ; Ogden and Watts, 2000). Les travaux sur l’érosion et le devenir des polluants, notamment d’origine agricole, apportent des éléments complémentaires de description des flux d’eau dans le bassin versant. Les expérimentations sur la genèse du ruissellement ont été conduites à différentes échlels : locale (1 m2), du champ (environ de 100 m2) à l’échelle de bassin (0.2 km2) (Esteves et al., 2003). Les effets d’échelle ont constitué une thématique importante dans la recherche en hydrologie (Wood et al., 1990). Ces effets sur le ruissellement, liés à la variabilitéspatiale des propriétés sont bien connues et ont été traitées par plusieurs chercheurs (Amermann andMcGuiness, 1967 ; Yair and Lavee, 1985 ; Bonnell and Williams, 1986 ; Seyfried and Wilcox, 1995). Il en ressort que la production de ruissellement est significativement non uniforme dans l’espace à cause de la variabilité de la capacité d’infiltration de la surface du sol et dans le temps à cause de la croissance des végétaux. La variabilité des étatse dsurface, l’encroûtement du sol, la végétation et l’état de rugosité de surface peut oduirepr différents régimes hydrologiques à différentes échelles spatiales. La conductivité hydraulique des sols naturels peut présenter, d’une verticale à une autre, de grandes variations sur des distances de quelques mètres, en raison de la présence de macro-pores jouant un rôle prépondérant dans l’infiltration (Smettem et al., 1991). Planchon (1991) relève que l’échelle du mètre carrée imposée par l’instrument de mesure, hydrologiquement bien connue, n’est d’au cune utilité opérationnelle. Toutefois, il est à noter que les échelles d’investigations sont soit trop petites soit trop grandes par rapport à la parcelle agricole.
Définition et mécanismes de ruissellement
Définir le ruissellement en tant que processus hydrologique est une affaire très délicate. Le terme ruissellement s’avère ambigu, difficile à car actériser dans sa généralité, car lié à l’échelle de travail, des phénomènes étudiés et mesurés (Beven, 1991) cité par (Kao, 1994). Le terme ruissellement désigne plutôt les écoulements de surface à l’échelle de la parcelle agricole ou du bassin versant. En effet, le ruissellement est un processus hydrologique majeur, dont la quantification est nécessaire pour l’évaluation des phénomènes d’érosion et pour la prédiction des crues. L’eau de pluie arrivant à la surface se trouve repartie en deux fractions : le ruissellement et l’infiltration.
Le partage des précipitations à la surface des sols se fait selon plusieurs composantes : interception par la végétation, évapotranspiration,infiltration dans le sol, et ruissellement en surface. Sur les parcelles agricoles en saison hivernale, l’interception par la végétation et l’évapotranspiration sont considérées comme négligeables. L’eau ruisselée est celle qui ne peut s’infiltrer dans le sol.
Historiquement, les travaux sur les principaux processus contrôlant le chemin de l’eau dans le bassin versant avaient pour objectif une meilleure connaissance de la genèse des crues. L’historique des hypothèses émises à travers ce type d’approche est largement décrit dans la bibliographie (Bonnell, 1993 ; Ogden and Watts, 2000).
Mécanismes de ruissellement
Dans les systèmes hydrologiques, les précipitationsgénèrent trois types d’écoulement : des écoulements de surface, l’infiltration dans la zone non saturée et des écoulements souterrains en milieu saturés. Selon Moore et Foster (1990) l’écoulement de surface peut être généré par deux mécanismes :
i. Par écoulement Hortonien qui se produit quand l‘intensité de pluie dépasse la capacité d’infiltration du sol (Dunne, 1983 ; Freeze, 1972 ; Horton ; 1933).
ii. Par écoulement saturé en surface dû à la remontée de la nappe phréatique qui atteint la surface du sol. Lorsqu’une nappe affleure la surface du sol, la capacité d’infiltration de ce dernier devient quasi-nulle ; une intensité pluviométrique très faible pourra donc générer du ruissellement. Le ruissellement ainsi engendré peut également être alimenté par des exfiltrations d’eau provenant de nappes affleurantes « return flow » (Dunne and Black, 1970). Les surfaces où se produisent ces écoulements sont appelées « aires contributives saturées ». Ces surfaces ont été initialement étudiées par Cappus (1960) puis par Bresson et al (1964) et Dunne et Clark (1970). Leur évolution a fait l’objet de plusieurs travaux (Merot, 1988 ; Montgomery and Dietrich, 1995 ; Ambroise et al, 1996).
Le ruissellement Hortonien et celui généré par surface saturée peuvent être concomitants au sein d’un même versant suivant la position topographique et les propriétés de la pluie et du sol (Smith and Hebbert, 1983 ; Jordan, 1994 ; Cros-Cayot, 1996 ; Huang et al, 2001).
Selon Freeze (1972), les deux mécanismes qui font partie d’un même processus hydrologique, peuvent agir séparément, mais dans la plupart des as,c ils agissent d’une manière conjointe. Kao et al., (1999) ont monté par un suivi tensiomètrique que esl mécanismes Hortonien et de Dunne coexistent et que les seconds peuvent être prépondérants.
La propagation du ruissellement
Dans le précèdent paragraphe, la genèse du ruissellement a été définit comme un défaut local d’infiltration. Or, le ruissellement se manifeste comme un transfert d’eau à la surface du sol. L’eau non infiltrée est stockée dans les dépressioncréées par le microrelief de la surface du sol et lorsque la capacité de rétention superficielle est atteinte, le transfert d’eau par ruissellement apparaît lorsque la pente du terrain le permet. La géométrie de la surface du sol (microrelief, pente) détermine donc le stockage possible en surface (Kamphorst et al., 2000 ; Planchon and Dardoux, 2002), les connexions entre les dépressions remplies d’eau et par conséquent, la distance de transfert (Dardoux, 1999).
A petite échelle, la rugosité de la surface du solintervient dans les vitesses de propagation du ruissellement (Govers et al., 2000). A plus grande échelle, dans les parcelles cultivées à côté du volume des précipitations et l’énergie cinétiquedes gouttes, la conductivité hydraulique du sol, la rugosité de surface et la capacité de stockage du sol sont autant de paramètres essentiels influençant la production du ruissellement qui vari e de façon dynamique durant la campagne agricole. Cette dynamique est influencée par les résidus de culture et la couverture végétale, la rugosité initiale du sol et la stabilité des agrégats du sol (Fohrer et al., 1999 ; Cerdan et al., 2001 ; Ruan et al., 2001 ; Cerdan et al., 2004 ; Le Bissonnais et al., 2005), ainsi que par la présence quasi-permanente des traces des roues des engins agricoles (Robinson and Nazighadeh, 1992 ; Green et al., 2005 ; Withers et al., 2006) qui sont liées aux pratiques culturales. Ces pratiques influencent grandement le ruissellement à l’échelle locale, l’infiltration et la rugosité (Larson, 1964 ; Mwendera and Feyen, 1993, 1994 ; Andrieux et al., 1996 ; Earl, 1997 ; Leonard and Andrieux, 1998 ; Van Dijck, 2000). Chahinian et al., (2006) notent que le labour est l’opération culturale qui provoque les grands changements au niveau de la structure de la surface du sol.
L’ensemble des caractéristiques précitées engendreune non-linéarité entre la proportion de l’eau de pluie qui ruisselle et l’échelle d’observation du ruissellement. Le ruissellement dépend de l’hétérogénieté des facteurs contrôlanta sgenèse notamment les propriétés physiques du sol et aussi de ceux contrôlant son tr ansfert (rugosité, microrelief, infiltrabilité des zones non ruisselantes).
Conséquences des submersions
Il est un fait certain que le déficit du ruissellement, ou excès d’eau, génère des conditions d’engorgement qui modifient fortement le développement racinaire. Dans un sol engorgé, l’espace poral est totalement rempli d’eau et les échanges gazeux entre l’atmosphère et le sol deviennent négligeables (Drew, 1983). Les cultures d’hiver sont fréquemment soumises à des périodes d’engorgement en eau du sol (Rebiere, 1996). En conditions d’engorgements, le développement racinaire est limité ce qui rend lescultures plus fragiles vis à vis du stress hydriques survenant en période estivale à cause du volume d’exploration du sol et de l’eau qui sont plus faibles (Kalita et Kanwar, 1992). L’engorgement d’un sol entraîne des modifications de l’ensemble des propriétés et des réactions physico-chimiques et biologiques dont il est le siège. Chabot, (2001) citant un certain nombre d’auteurs, note que les excès d’eau peuvent entraîner des modifications physiologiques sur les plantes. L’effet d’un engorgement sur la croissance de la plante revêt un grand intérêt pourl’orientation des pratiques d’aménagement
Le périmètre irrigué du Gharb
Cadre géographique et physique
La plaine du Gharb est située au nord ouest du Maroc et couvre une superficie géographique de l’ordre de 600 000 ha dont 388000 ha de superficie agricole utile, 122 600 ha de forêts et 66 200 ha de parcours et de terrains incultes Figure 4. Le Gharb se présente sous la forme d’une vaste cuvette entourée de collines. Le bassin hydrogéologique Gharb-Maamora est limité par l’océan atlantique à l’ouest, les collines Lalla-Zohra au nord, celles de Ksiri, Bou Drâa, Outita à l’est et par la Maâmora et les relie fs entre Khémisset et Tiflet au sud. La morphologie de l’ensemble du bassin correspond à un e vaste cuvette dont les quatre cinquièmes sont à une altitude inférieure à 20 m, alors que les bordures présentent des reliefs doux. L’oued Sebou développe des méandres entre saconfluence avec l’Ouergha à l’entrée de la plaine et l’estuaire à l’aval de Kénitra ; ses affluents Beht, Tihli, Rdom sont canalisés dans la plaine.Périmètre du Gharb
Le climat de la plaine du Gharb est de type méditeranéen avec une influence océanique. La pluviométrie annuelle est relativement élevée. Elleest très variable d’une année à l’autre et se concentre, pour 90 % entre les mois d’octobre et d’ avril. Elle est aussi variable d’une zone à l’autre. La pluviométrie annuelle moyenne de la zone côtière avoisine 525 mm, alors que celle de la zone interne (Sidi Slimane) ne dépasse pas 450 mm. Elle augmente également en allant vers le nord. Elle est de 470 mm à Dar Gueddari au sud et de 577 mm à Souk Larbaa au nord. L’influence océanique sur les températures est bienmarquée par le parallélisme des lignes isothermes à la côte atlantique. Les températures m oyennes oscillent entre 11°C l’hiver et 27°C l’été. L’évapotranspiration annuelle avoisine1200 mm. Elle excède ou compense la pluie entre novembre et mai.
Les sols du Gharb, essentiellement argileux, se sont formés sous des conditions d’hydromorphie et d’engorgement. Ils sont constitués essentiellement d’alluvions à teneur en argile allant de 15 à plus de 55%. Les principaux t ypes de sols sont : les vertisols ou Tirs (34%), Dehs qui sont des sols argileux peu développés (22%), les sols hydromorphes (15%) et les sols sablonneux (12.5%) (Taky et al., 1999).
Sur le plan hydrologique, le principal cours d’eau du périmètre du Gharb est le Sebou avec ses principaux affluents l’Ouergha sur la rive droite et le Beht sur la rive gauche. Les moyennes annuelles des apports du bassin du Sebou sont d’environ 5000 Mm3/an (Série 1936-1996) et ne sont que de 3800 Mm3/an pour la série sèche de 1970-1996, soit une réduction d’environ 24%. (SCET-Maroc, 2008).
Sur la plan hydrogéologique, le Gharb présente deuxtypes de nappes aquifère : une nappe profonde (à plus de 100 m) couvrant une superficie de 3500 km2, avec une épaisseur de 50 à 150 m, et une salinité n’excédant pas 1.5 g/l ; unenappe phréatique, dont le substratum appartient aux argiles soltaniènnes ou Gharbienne oscillant entre 8 et 15 m de profondeur dans plus de 75% de la plaine (Pallix et Tabet, 1973). Elle est alimentée par drainance verticale de la nappe profonde et par infiltration des eaux de pluie et d’irrigation (représentant une part de 90% à 95% des apports). L’évaporation et la faible circulation des eaux de la nappe phréatique renforcent sa salinisation (supérieure à 10 g/l, Debbarh et al., 1999).
Aménagements hydro agricoles
Réseaux d’irrigation
L’eau d’irrigation du périmètre du Gharb provient de 3 barrages : le barrage El Kansera (270 Mm3) sur l’oued Beht, le complexe Idriss Ier- Allal Fassi (1.23 Mm3) sur oued Inaouene et le barrage El Wahda (3.8 MM de m3) sur l’oued Ouergha. La superficie équipée en grande hydraulique couvre 120000 ha dont 29 000 ha pour le périmètre du Beht, 36000 ha constituant la première tranche d’irrigation (PTI) , 54 000 ha à la seconde tranche d’irrigation (STI) et le reliquat correspond à la troisième tranche d’irriga tion (TTI) dont l’aménagement est en cours actuellement et a débuté durant la fin du siècle dernier Figure 5.
Les systèmes d’irrigation adoptés au Gharb actuellement sont : le gravitaire sur 97 000 ha dont 13 500 ha par submersion pour la riziculture, l’aspersion 20000 ha et 3000 ha en basse pression. L’infrastructure mise en place pour l’irrigation es t complexe et diversifiée. Elle est constituée principalement de 56 stations dont 54 de pompage et 2 d’exhaure, et de 7 stations de mise en pression, constitués de 270 groupes motopompes (ORMVAG, 2008).
La superficie équipée, est divisée en secteurs indépendants qui font environ 3000ha chacun. La taille des secteurs a été dictée par des considérations d’optimisation de consommations énergétique. Chaque secteur est considéré comme uneentité hydraulique et est caractérisé par une ossature alimentée par une station de pompage sur l’oued Sebou ou l’oued Beht, mis à part ceux relevant du périmètre Beht, alimentés gravitairement à partir du canal principal. Chaque secteur est composé outre d’une station de mobilisation des eaux, de canaux secondaires et tertiaires pour acheminer les eaux d’irrigation pour le cas du gravitaire ou de conduites pour amener les eaux aux bornes d’irrigation. Chaque secteur est divisé en blocs réguliers constituant la trame d’aménagement. Le bloc est lui aussi subdivisé en plusieurs soles (unité agronomique) dans lesquels les agriculteurs ont été répartis lors du remembrement, opération préalable à l’aménagement ydroh agricole.
Réseau de drainage et d’assainissement
Le système de drainage dans le Gharb est constituéde : (i) un réseau de fossés à ciel ouvert, assurant l’assainissement superficiel et les eaux recueillies des collecteurs, (ii) d’un drainage de surface par profilage qui permet d’assainir les eaux de pluies avant percolation et (iii) d’un drainage souterrain par canalisations enterrées. Lasuperficie drainée par tuyaux couvre plus de 100 000 ha (Hammani 2002). Le réseau d’assainissement de la plaine du Gharb est de type ramifié de l’aval vers l’amont. On y trouve les colatures quaternaires d’assainissement longeant les longueurs des soles. Elles recueillent les eaux excédentaires à la parcelle (excédents d’irrigation et de pluie). Les colatures quaternaires rejettent leurs eaux dans les fossés tertiaires qui les rejettent à leur tour dans les fossés secondaires qui servent d’exutoire aussi pour les collecteurs de drainage. Les exutoires principaux sont les Oueds et les canaux de grande dimension. Les dimensions des différents fossés sont variables, en fonction de leur catégorie et de leur position sur le réseau. Pour esl fossés artificiels, le fruit de berge adopté est de 1,5, la largeur au plafond varie de 0,5 à 3m , avec une profondeur pour les secondaires et primaires variant de 2 à 4 mètres. Le Tableau 1 relate l’importance et les caractéristiques du réseau de drainage dans le Gharb.
Pour les ouvrages d’assainissement, les infrastructures relatées au niveau du Tableau 1 constituent ce qu’on appelle les équipements externes dont la charge de l’entretien revient à l’Etat selon les dispositions du code des investissements agricoles (B.O.R.M., 1969).
Concernant les équipements internes il a été indiqué au paragraphe précèdent que la sole est l’unité agronomique de la trame d’aménagement. Lesparcelles des agriculteurs étant recasées au niveau de ces soles. En matière d’assainissement, chaque sole est dominée par une colature dite quaternaire. En effet, celle-ci est appelée à recueillir les eaux excédentaires provenant soit des irrigations soit des précipitations. L’entretien de ces colatures est à la charge des agriculteurs du fait qu’elles sont sont considéréescomme des équipements internes selon les dispositions du code des invetissements agricoles (B.O.R.M, 1969).
Critères de conception du réseau de drainage et d’assainissement a) Réseaux de drainage souterrain
Selon Lahlou et Hamdi, (1989) le dimensionnement des réseaux de drainage dans le Gharb s’est fait depuis les débuts des premiers travaux sur des bases théoriques compte tenu de l’inexistence de références locales dans ce domaine.
Selon Pallix et Tabet (1973) pour la plupart des cultures pratiquées dans le Gharb, une tranche de sol drainée moyenne de 1 m était largement suffisante. Il est toutefois recommandé de porter cette valeur à 1,2 m pour les cultures arbus tives, orangers en particulier. En l’absence d’expérimentation in situ, et compte tenu de la difficulté d’acquérir la porosité de drainage (paramètre hydrodynamique nécessaire au calcul en égimer variable), le choix des concepteurs s’est porté sur une approche de type régime permanent. Le calcul de l’écartement des files de drains a alors été effectué en utilisant la formule de (Hooghoudt, 1940) en sol homogène et en régime permanent et vérifié par la éthodem d’Ernest (1956).
Réseaux d’assainissement
Le réseau d’assainissement mis en place est composé des colatures quaternaires qui recueillent les excédents d’eaux au niveau des parcelles des agriculteurs qui rejettent les eaux dans les fossés tertiaires. Les fossés tertiaires onts reliés aux fossés secondaires qui constituent aussi les exutoires des eaux de drainage souterrain. Ensuite, les eaux sont véhiculées par les canaux primaires pour rejoindresoit la lagune de Merja Zerga pour la STI nord, où l’oued Sebou pour la PTI, la STI sud et le périmètre du Beht. C’est un réseau enchevêtré avec une dépendance fonctionnelle de l’av l vers l’amont.
Le calcul du débit de projet du réseau d’assainissement s’effectue conformément à la procédure suivante (Hammani, 2002) :
– Pour les superficies inférieures à 1000 ha le débitd’assainissement est proportionnel à la superficie ; le module est de 2l/s/ha en rive droite du Sebou et 1,46 l/s/ha en rive gauche. C’est le cas des colatures quaternaires et des fossés tertiaires d’assainissement.
– Pour les superficies supérieures ou égales à 1000 ha, en rive droite, on applique la formule d’Eliott 2 Q 0.49S 0.5 * 0.054S Equation 1 3 Q = Débit en m/s S = Superficie en Km2
– Pour les superficies supérieures ou égales à 1000haen rive gauche, on applique la formule de Chapiers Q 384RCr 3 / 4 Equation 2 (Q en m3/s ; S en Km2, R est appelé « taux hydraulique moyen » en mètrede pluie par heure, Cr coefficient de ruissellement)
Le réseau des fossés est dimensionné à l’aide de laformule de Manning Strickler : Q KSm I RH 2 / 3 Equation 3
K = Coefficient de Manning Strickler
Sm= section mouillée (m2)
I = pente du fond (m/m)
RH= Rayon hydraulique (m)
Le coefficient K est pris égal à 33, ce qui correspond à un fossé en terre neuf. Les vitesses d’écoulement ont été prises entre 0,2 et 0,8 m/s. aLpente minimale a été fixée à 0,1 ‰. Les fonds des fossés recevant ces collecteurs de drainage ont été fixés à 50cm en dessus de la côte projet des collecteurs.
Pour les fossés, le dimensionnement a été réaliséveca le cumul des débits d’assainissement et des débits de drainage. Toutefois, il est à noter que les modèles précédents n’ont pas fait l’objet de vérification ou de calage sur le terrain (Taky et al., 1999). Hammani, (2002) ajoute qu’aucune précision n’est donnée par les ingénieursconseils quant au choix de ces formules et qu’on trouve des formules similaires en bibliographie mais on a aucune idée sur la façon dont leur coefficients ont été déterminés pour leérimètrep du Gharb.
La station expérimentale de Souk Tlet
La station des Expérimentations Hydro-agricoles de Souk Tlet du Gharb (SEHA) a été mise en place dans le cadre d’une convention conclue entre l’Office Régional de Mise en Valeur Agricole du Gharb et le Cemagref dans le but d’acquérir des références sur le fonctionnement du drainage dans la plaine du Gharb. Il s’agissait ensuite d’établir des règles de conception adaptées au contexte local (Bouarfaet al., 1998). Cette station devait permettre d’améliorer la connaissance du fonctionnement hydrologique, hydraulique et salin du drainage agricole. Des essais sur les techniques des irrigations et des besoins en eau des cultures y ont été également menés.
Contexte physique
La station expérimentale est sise dans le secteur C3 de la STI au nord ouest du périmètre irrigué du Gharb à environ 60 Km de au nord de Kénitra sur la route Rabat-Tanger (34,67° latitude Nord et 8,75° longitude Ouest). Elle est s ituée à une altitude moyenne de 8.7 m. Comme déjà évoqué le climat est de type méditerranéen avec une influence océanique pendant l’hiver et une forte demande climatique en été. Trois périodes peuvent être distinguées :
· De novembre à févier : les pluies excèdent l’évapotranspiration;
· De mars en mai: le déficit hydrique est très faible, la pluie peut le compenser en année humide;
· De mai en septembre : le déficit hydrique est trèsgrand.
La pluviométrie moyenne annuelle est de l’ordre de 570 mm, avec des fluctuations interannuelles très importantes mais avec des fluctuations annuelles pouvant varier de 240
mm à 800 mm. Plus de 80% des précipitations ont lieu entre les mois de novembre et avril. Les températures moyennes varient entre 13°C pendant l’hiver et 27°C pendant l’été. Ces températures sont souvent influencées par les ventsocéaniques en hiver et continentaux pendant l’été.
Sur la station expérimentale de Souk Tlet, on distingue principalement deux types de sols: Les tirs: vertisols plus ou moins hydromorphes à te xture lourde à prédominance d’argile gonflante (55%-65% ) .
Les Dehs: sols jeunes peu évolués d’apports alluvionnaires récents. Ils ont une teneur faible en argile et calcaire, avec une forte teneur en limon (20 à 40%).
La nappe phréatique excède rarement 3 m de profondeur mais connaît des fluctuations saisonnières importantes. Elle peut affleurer en surface lors des hivers intenses. Les niveaux de salinité varient entre de 10 à 14 g/l.
Une nappe peu profonde est présente dans la stationexpérimentale. Son niveau phréatique est sujet à des fluctuations saisonnières relativement importantes. En effet, la nappe peut affleurer pendant l’hiver, alors qu’à la fin de la saison sèc he, elle peut toutefois descendre jusqu’à une profondeur de 3m. Les eaux de la nappe sont de très mauvaise qualité chimique et la salinité de la nappe est supérieure à 10 g/l (Debbarh et al.,1999).
Dispositif expérimental
La station expérimentale de Souk Tlet couvre une superficie de 30 ha dont 18 ha sont utilisés pour l’expérimentation en drainage (Figure 6). Elle comporte 14 parcelles principalement cultivées en canne à sucre mise à part la P2 et la P13 cultivées en betterave à sucre. Les parcelles ont été conçues pour être représentativesd’un certain nombre de traitements permettant de tester différentes profondeurs de drains, différents écartements et la technique de drainage par taupage. Les caractéristiques de chacune des parcelles sont résumées dans le Tableau 2 suivant .
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Table des matières
Liste des symboles
Chapitre I. INTRODUCTION ET PROBLEMATIQUE
Chapitre II. RUISSELLEMENT ET SUBMERSIONS LOCALES
II. 1. Introduction
II.2. Définition du ruissellement
II.3. Définition et mécanismes de ruissellement
II.4. Mécanismes de ruissellement
II.5. La propagation du ruissellement
II.6. Conséquences des submersions
II.7. Le périmètre irrigué du Gharb
II.7.1. Cadre géographique et physique
II.7.2. Aménagements hydro agricoles
II.8. La station expérimentale de Souk Tlet
II.8.1. Contexte physique
II.8.2. Dispositif expérimental
II.8.3) Protocole expérimental
II.8.4. Observations réalisées
II. 9. Expérimentations chez les agriculteurs
II.10. Résultats et discussions
II.10.1. Caractérisation climatique : bilans pluie – demande climatique
II.10.2. Fonctionnement hydrologique et hydraulique du ruissellement
II.10.3. Analyses des paramètres agronomiques
II.10.3. Analyse des rendements
II.10.4. Efficience agronomique de l’irrigation
II.10.5. Etude expérimentale des effets des stagnations d’eau sur la croissance de la betterave à sucre
II. 11. Conclusions
Chapitre III. MODELISATION DU RUISSELLEMENT DANS UN SYSTEME DE RAIES ET DE L’IMPACT DE LA SUBMERSION SUR LA CULTURE DE BETTERAVE A SUCRE
III.1. Rappel du contexte et de la problématique
III.2. Modélisation du système de raies modernisées (cas de la parcelle nivelée dotées de raies longues irriguée gravitairement)
A. Modélisation du ruissellement à travers le système de raies
1. Introduction
2. Model development
2.1. Production function
2.1.1 Runoff production during a rainfall event
2.1.2.Soil parameters
2.1.3.A new procedure to account for rainfall intermittence
2.2 Transfer model
2.2.1. Model equations
2.2.2. Numerical solution
3. Field Experiments
4. Model Calibration and Validation
4.1. Calibration during irrigation events
4.2. Model calibration during rainfalls
4.3. Sensitivity Analysis
5. Application to drainage issues
6. Conclusion
B. Modélisation de l’irrigation
III.3. Modélisation du système aspersif
III.3.1. Introduction
III.3.2. Etat de l’art
III.3.3. Définition de l’objet à modéliser et choix du modèle
III.3.4. Adaptation du modèle PILOTE à la simulation des durées de submersion et à leur
impact sur la production (version PILSUM)
III.3.4.1. Adaptations préconisées du modèle PILOTE
III.3.4.2. Simulation des excès d’eau sur une parcelle non planée virtuelle (Type non nivelée irriguée en aspersion) et impact sur le rendement
III.3.4.3. Test de la version PILSUM sur le cas d’une parcelle drainée en surface (raies) et en profondeur (drains)
III.3.5. Conclusion
Chapitre IV. SIMULATION DE LA PRODUCTION
IV.1. Introduction
IV.2. Simulation des rendements
IV.3. Valorisation de l’eau d’irrigation
IV.4. Conclusion
Chapitre V. CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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