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ULiège (7)


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2019 (7)

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Dissertation
Evaluation des performances techniques de l'irrigation au Burkina Faso
Authors: ---
Year: 2019

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Abstract

Au Burkina Faso, face à la persistance des aléas climatiques qui compromettent la production agricole essentiellement pluviale, le développement de l'irrigation est apparu comme une alternative porteuse pour sécuriser, intensifier et accroitre durablement la production agricole. Cependant, l'une des principales contraintes au développement de l'irrigation est la disponibilité en eau, la rareté ou le manque d'eau dans les zones irriguées. La présente recherche a contribué à la réflexion sur la problématique de l'eau sur les périmètres irrigués au Burkina Faso à travers l'évaluation des indicateurs de performances techniques, l'analyse de la gestion de l'irrigation et l'efficacité organisationnelle des irrigants, tout en examinant préalablement le contexte général du développement de l'irrigation. L'étude montre qu'il tombe globalement des quantités d'eau relativement importantes au Burkina Faso. Cependant, la répartition de cette eau dans le temps et dans l'espace est très aléatoire et ne permet pas de garantir une bonne campagne agricole de saison humide. La mise en œuvre de techniques de collecte des eaux de ruissellement et la pratique de l'irrigation d'appoint permettraient de sécuriser davantage la production agricole de saison humide. Ce contexte pluviométrique aléatoire justifie le choix des producteurs et des politiques de développer l'agriculture irriguée. L'irrigation au Burkina Faso est essentiellement gravitaire et est faiblement développée, avec 33 % de superficies aménagées sur un potentiel irrigable de233500 ha. Des efforts sont consentis dans la réalisation des ouvrages pour l'irrigation. Cependant, le pilotage de l'irrigation est peu maîtrisé et les producteurs peu organisés pour assurer la bonne gestion de l'eau et l'entretien des ouvrages hydrauliques. Par ailleurs, si l'eau utilisée pour l'irrigation ne présente aucun risque pour les cultures et le sol pour l'instant, une mauvaise gestion des engrais et des pesticides a été mise en exergue, ce qui pourrait avoir des conséquences négatives sur l'environnement à plus ou moins long terme. Afin d'évaluer les performances techniques des périmètres irrigués, une synthèse bibliographique a permis de passer en revue et d'éclaircir davantage les concepts d'efficience et de productivité de l'eau selon leurs domaines d'application ainsi que les systèmes d'irrigation et les outils à mettre à contribution dans le pilotage efficient de l'irrigation. Les résultats de l'évaluation des performances techniques des périmètres irrigués de Savili et de Mogtédo, montrent que l'efficience d'application de l'eau est inférieure à 20 % à Savili et comprise entre 41 et 55 % à Mogtédo. La productivité de l'eau varie de 1,12 à 3,4 kg m-3 pour Allium Cepa (oignon) à Mogtédo et à Savili, 0,31 kg m-3 pour Zea mays (maïs) à Mogtédo et 0,34 kg m-3pour Phaseolus vulgaris (haricot vert) à Savili. La modélisation des calendriers théoriques et réels d'irrigation montre que par rapport au calendrier théorique d'irrigation, le calendrier réel d'irrigation des périmètres formels et informels présentait des irrigations trop fréquentes et abondantes, les cultures recevant de l'eau avant d'avoir épuisé les réserves en eau disponibles. Une mauvaise gestion de l'irrigation a entraîné une perte d'eau importante, estimée à 2 999 923 m3 / an pour les sites de Mogtédo et Savili. La raison principale de cette contre-performance semble être liée aux faiblesses techniques et organisationnelles des producteurs. Cette étude a mis en évidence le gaspillage de l'eau pour l'irrigation et la forte concurrence entre les périmètres formels et informels. Ainsi, le problème de l'eau sur les périmètres irrigués au Burkina Faso n'est pas directement lié au manque d'eau mais surtout à sa mauvaise gestion. L'amélioration des performances des périmètres irrigués autour des petits réservoirs pourrait nécessiter de : - renforcer les capacités techniques, organisationnelles et opérationnelles des agriculteurs ; - améliorer la qualité technique des aménagements parcellaires ; - privatiser l'approvisionnement en eau des périmètres irrigués, de sorte que l'agriculteur bénéficie du service de l'eau.

Keywords


Dissertation
Assessing irrigation water saving for crop production in Cambodia based on combined in situ and modelling approaches
Authors: --- ---
Year: 2019

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Abstract

In recent decades, climate change has become the major constraint for agricultural production in Cambodia and leads to future concern of food security. Improving effective irrigation management, especially for non-rice crops that use less water is urgently needed. The aim of this thesis is to contribute the development of vegetable production during the dry season in Cambodia. The specific objective of the research is to optimise irrigation water use at the on-farm level. We focused on developing a methodology for i) characterising soil hydraulic properties for crop models and ii) exploring the best irrigation scenarios for vegetable irrigation. Two growing season experiments with lettuce were conducted during 2016 and 2017 in five farm fields in the Chrey Bak catchment, Kampong Chhnnag Province, Cambodia. Two approaches were tested to achieve irrigation water saving. Firstly, a method using a soil water model, HYDRUS-1D, was used to inversely estimate the van Genuchten soil hydraulic functions in the unsaturated zone. The five experimental fields had different soil textures, loamy sand, sand and loam, and the field data (i.e., irrigation amounts, weather, lettuce growth data, soil permeability, etc.) were collected and measured to feed the given model. To generate the soil parameters, the objective functions were generated using inverse data such as measured soil moisture dynamics and soil water retention curves, using a combination of a soil moisture sensor, 10HS, and soil potential sensor, MPS-2, for a 30 minute time step. Our analysis showed that the inverse modelling successfully estimated the soil water retention curve and soil water dynamic with reasonable accuracy when compared to the observed values. However, uncertainties of the simulation and data measurement were observed, especially for the SWRC in dry and wet conditions. For the second study approach, to explore irrigation water saving the AquaCrop model was used to simulate irrigation scheduling under water stressed conditions. In the second study approach, to explore the irrigation water saving, the water driven model, AquaCrop was selected for simulating irrigation scheduling under water-stressed conditions. The crop growth parameters for lettuce were calibrated using field data from the 2017 experimental growing season from two fields that have sand and loam soil textures. In the calibration process the measured crop growth data were used, e.g. canopy cover and above ground biomass collected over a 3 day time step, taking into account the other factors of irrigation management such as drip irrigation and mulching. Then, the method for optimal irrigation scheduling was described. Two main categories of irrigation scheduling for deficit irrigation were developed. The first varied thresholds of readily available water content (RAW) for the stop irrigation point under different no water stress and stress conditions. The second decreased deficit irrigations below field capacity (FC). The results of the calibration for crop growth were quite satisfactory. A primer set of adjusted lettuce parameters was obtained. The results highlighted limitations of the model in defining heat stress and root depth of the vegetable. Primarily, analysis results of irrigation scheduling scenarios show the capabilities of the model to identify the optimum water saving alternatives under limited water conditions. Overall, this PhD thesis opens perspectives for improving irrigation management for increased crop productivity in Cambodia.

Keywords


Dissertation
Le rôle du jardin de pluie dans la gestion des eaux pluviales en ville
Authors: --- --- --- ---
Year: 2019 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

La place de l’eau en ville a subi une importante évolution suite au développement de nos sociétés. Celui-ci a engendré une imperméabilisation croissante des sols, modifiant ainsi le cycle hydrologique pouvant conduire à des inondations. Le principe du « tout à l’égout », qui avait pour objectif d’évacuer rapidement les eaux urbaines dans des canalisations mises sous terre, n’est plus suffisant.
La présence de l’eau en ville doit être reconsidérée et valorisée au travers d’une gestion
intégrée, réduisant ainsi les risques d’inondations et de pollution. Cette gestion, pensée dans sa globalité, met en place des dispositifs spécifiques et adaptés au paysage urbain.
Parmi ceux-ci, le jardin de pluie, concept récent, est un dispositif paysager, multifonctionnel, qui permet à l’eau d’être retenue et infiltrée.
L’objectif principal de ce travail est de déterminer et de comprendre le rôle que peut jouer un jardin de pluie dans la gestion des eaux pluviales en ville.
Cette recherche est basée sur la nomenclature européenne Natural Water Retention
Measures pour présenter les concepts de gestion intégrée et de jardin de pluie.
Une grille d’analyse de projets documentés a été établie et une typologie des jardins de pluie a été proposée pour comprendre les caractéristiques, les enjeux paysagers et hydrologiques.
L’étude de cas issus de cette grille permet d’émettre des recommandations pour la mise en place de ce dispositif de gestion. The place of water in cities has known a major evolution because of the development of our societies. This has led to an increasing sealing of the soil that has modified the hydrological cycle that can cause floods. The concept of «mains drainage», which had for purpose to
quickly evacuate urban water into underground pipes, is no longer adequate.
The presence of water in cities must be reconsidered and enhanced through integrated management, to reduce the risk of flooding and pollution. This management, in its overview, sets up specific measures adapted to the urban landscape. Among these, the rain garden,
a recent concept, is a multifunctional landscaping system that allows water to be retained and infiltrated.
The main objective of this work is to determine and understand the role that a rain garden can play in storm water management in the city.
This research is based on the European nomenclature Natural Water Retention Measures to present the concepts of integrated management and rain garden.
An analysis grid of documented projects was established and a typology of rain gardens was proposed to understand the characteristics, landscape and hydrological challenges.
The case study resulting from this grid allows to make recommendations for the implementation of this management system.


Dissertation
La restauration écologique des rivières en milieu urbain : Cas de la Seille et de la Bièvre
Authors: --- --- --- --- --- et al.
Year: 2019 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

L’urbanisation exponentielle du territoire entraîne actuellement un taux de dégradation des rivières très élevé. Dans le paysage européen, ce sont plus de trois-quarts des rivières pour lesquelles l’état physique naturel a été modifié. La nécessité de programmes de restauration de rivière, en milieu urbain, visant à rétablir la qualité des cours d’eau se fait de plus en plus forte.

Depuis les années 2000, avec la mise en œuvre de la Directive-cadre sur l’eau, les opérations de restauration écologique sont encouragées. Elles visent à utiliser des principes écologiques afin d’engager l’autoréparation d’un écosystème pour que celui-ci retrouve sa trajectoire historique.

Au-delà des enjeux écologiques formulés, ce sont aussi des enjeux paysagers qui se jouent. L’objectif de recherche est de montrer l’impact de telles pratiques sur les paysages de rivières en ville et d’enrichir la pratique de la restauration écologique en proposant de nouveaux principes supplémentaires, qui seraient spécifiques au milieu urbain.

L’analyse porte sur deux cas d’étude. La restauration écologique de la Seille à Metz en 2002 qui s’inscrit dans le cadre d’un renouvellement urbain et propose une intervention locale. La restauration écologique de la Bièvre quant à elle fait partie d’un projet territorial mené sur le département du Val-de-Marne, initié en l’an 2000 et encore en cours aujourd’hui.
La recherche a mis en évidence la nécessité de mener les processus de restauration écologique en accord avec le développement urbain, afin de construire des projets complémentaires et donc plus pérennes. The urbanization leads to an important degradation of the urban streams. In the European landscape, more than three-quarters of the rivers have their original state altered. Therefore, the necessity to instore ecological restoration’s programs in the urban environment is increasing to achieve a good status of water bodies.

Since 2000, the EU Water Framework Directive has supported the ecological restoration. Ecological concepts are used to initiate the capacity of ecosystems to repair themselves and to recover their ecological path.

Beyond the ecological challenge, landscape level issues are raised. This work tends to show the impact of these practices on urban river landscapes and aimed to enrich the field by suggesting new guidelines, specific to the urban area.

Two cases of study are presented. The local intervention on the Seille in Metz, in 2002, offers an ecological restoration taking place in the frame of an urban renewal. The ecological restoration of the Bièvre is part of a territorial scale project conducted on the Val-de-Marne Department. This ongoing project has been initiated in 2000.

The study emphasized the importance for ecological restoration approach to take the urban dimension into account to provide more sustainable projects.


Dissertation
Détermination de la fraction de matière organique la plus active dans le relargage d'azote au sein d'un sol de culture
Authors: --- --- --- ---
Year: 2019 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

La pollution azotée des eaux est un problème récurrent en Wallonie et l’agriculture y joue un rôle majeur. Dans le but de gérer la lixiviation d’azote en fin de saison culturale, des campagnes de mesure APL sont menées. Sur base de ces mesures, un conseil fertilisation est prodigué aux agriculteurs. Néanmoins, malgré ces précautions, certaines parcelles contiennent trop d’azote nitrifié en fin de culture. 
La question s’est posée quant à l’impact des fractions de matières organiques sur la minéralisation de l’azote. C’est dans cette optique que les sols de plusieurs parcelles agricoles ont étés fractionnés à l’eau à 250 µm pour séparer les macros-agrégats des micro-agrégats. Les fractions ont subi une expérience de respirométrie afin de quantifier l’azote minéralisé par le proxy de la respiration des sols.
Plusieurs observations ont été tirées de cette expérience. Premièrement, la fraction contenant les micro-agrégats est majoritairement représentée dans l’échantillon de base et minéralise plus de carbone par gramme de carbone dans le sol. Deuxièmement, l’hypothèse a pu être émise que la pédologie semble potentiellement jouer un impact sur la diversité et la qualité du cortège microbien. Cette observation ouvre la porte à d’autres recherches ayant de nombreuses applications agronomiques telles que la gestion des nitrates dans le sol.


Dissertation
Effets des traits racinaires et des propriétés des matières organiques sur les macroagrégats sous différents mélanges fourragers soumis à deux régies de paissance dans un gleysol au Québec (Canada)
Authors: --- --- --- --- --- et al.
Year: 2019 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

L’influence de 2 régies de paissance, de 3 mélanges fourragers complexes et de la profondeur du sol a été évaluée sur les macroagrégats stables à l’eau, sur leur distribution au sein de fractions et sur le diamètre moyen pondéré dans un sol argileux. L’étude du lien entre les macroagrégats, les traits racinaires et les propriétés des matières organiques a également été menée pour identifier les mécanismes qui contrôlent la macroagrégation.

Les macroagrégats ont été séparés par barattement suivi par un tamisage humide et les propriétés des matières organiques du sol ainsi que certains traits racinaires ont été mesurés à 3 profondeurs (de 0 à 60 cm) sous culture fourragère au Québec (Canada).

Le type de mélange complexe n’affecte pas les macroagrégats stables à l’eau alors que la paissance en rotation tend à augmenter le nombre de macroagrégats larges par rapport à la paissance continue. La paissance en rotation améliore les variables et les processus qui affectent positivement l’agrégation.

Le système racinaire, et plus particulièrement sa composition chimique, constitue un contrôle important dans les processus de formation des macroagrégats stables à l’eau. Tandis que les traits racinaires architecturaux le sont dans une moindre mesure. Une litière facilement décomposable (concentrations en hémicellulose et en azote élevées) améliore la macroagrégation. Les macroagrégats larges sont plus affectés par la contribution des activités microbiennes, et les petits macroagrégats sont plus affectés par le carbone organique du sol associé à la fraction dense. Les processus abiotiques sont dominants en profondeur bien que l’activité microbienne ait un effet sur les macroagrégats très larges en profondeur.

Une conséquence directe de l’amélioration de la macroagrégation est la diminution de la densité apparente qui permet d’améliorer les flux d’eau au sein de sols argileux.


Dissertation
Evaluation de l'impact de la réserve en eau du sol sur la croissance du tilleul à petites feuilles (Tilia cordata) à l'aide de l'outil de modélisation Hydrus
Authors: --- --- --- --- --- et al.
Year: 2019 Publisher: Liège Université de Liège (ULiège)

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Abstract

L’évaluation de la réserve en eau du sol et le rôle qu’elle joue dans la croissance des arbres sont deux sujets de préoccupation du monde forestier. Le tilleul à petites feuilles (Tilia cordata Mill) semble être, quant à lui, une essence bien armée pour faire face aux changements climatiques de par sa tolérance et ses stratégies de survie. L’objectif de cette recherche est donc d’évaluer l’impact de la réserve en eau du sol sous peuplement depuis 1961 sur la croissance du T. cordata. Pour ce faire, le sol en présence a été caractérisé et les flux d’eau en son sein ont été modélisés à l’aide du programme Hydrus. Sur base des données fournies par la modélisation, l’évolution de la réserve en eau au cours du temps a été analysée à travers différents indicateurs. Ceux-ci ont permis de définir le niveau de sécheresse hydrique du sol rencontré. Enfin, ces variables ont été mises en relation avec l’indice de largeur de cerne du tilleul à petites feuilles afin de mesurer le niveau de corrélation réserve hydrique-cernes. Cette étude a été réalisée sur deux sites localisés en Wallonie. Le nombre de jours secs rencontrés durant la période s’étendant de mai à juillet a montré la meilleure corrélation (négative) avec le développement de l’arbre. Les résultats ont également démontré que ces mois étaient sensibles aux valeurs maximales et minimales enregistrées durant cette période par la réserve en eau du sol (corrélation positive).

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