# Résilience aux changements climatiques : reconversion du système d'irrigation gravitaire au système d'irrigation localisée en zone semi-aride

Abdelhaq Boundi

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Abdelhaq Boundi. Résilience aux changements climatiques: reconversion du système d'irrigation gravitaire au système d'irrigation localisée en zone semi-aride. Sciences de l'environnement. Faculté des sciences et techniques de Béni Mellal; Université Moulay Slimane-Maroc, 2021. Français. NNT: tel-04540018

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Submitted on 10 Apr 2024

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Centre d'Etudes Doctorales : Sciences et Techniques
Formation Doctorale : Ressources Naturelles, Environnement et Santé

## THESE

Présentée par

Abdelhaq BOUNDI

Pour l'obtention du grade de

## DOCTEUR

Discipline : Biologie

Spécialité: Sciences de l'Eau

# Résilience aux changements climatiques : reconversion du système d'irrigation gravitaire au système d'irrigation localisée en zone semi-aride

Soutenue le Samedi 09/01/2021 à 10h devant la commission d'examen :

<table><tr><td>Pr. Nadra LEKOUCH</td><td>Faculté des Sciences et techniques- Béni Mellal</td><td>Président</td></tr><tr><td>Pr. Brahim LEKHLIF</td><td>Ecole Hassania des Travaux Publics-Casablanca</td><td>Rapporteur</td></tr><tr><td>Pr. Abdelali BOULLI</td><td>Faculté des Sciences et Techniques – Béni Mellal</td><td>Rapporteur</td></tr><tr><td>Pr. Aziz HASIB</td><td>Faculté des Sciences et Techniques – Béni Mellal</td><td>Rapporteur</td></tr><tr><td>Pr. Azeddine SEDKI</td><td>Faculté des Sciences Semlalia – Marrakech</td><td>Examinateur</td></tr><tr><td>Pr. Samira KRIMISSA</td><td>Faculté Polydisciplinaire – Béni Mellal</td><td>Examinatrice</td></tr><tr><td>Pr. Zehor AIT YACINE</td><td>Faculté des Sciences et Techniques – Béni Mellal</td><td>Directeur de thèse</td></tr></table>
Avant-propos

Le présent travail de recherche revêt un caractère appliqué, dans le cadre de l'ouverture de la Faculté des Sciences et Techniques de Béni Mellal, relevant de l'Université Sultan Moulay Slimane (Maroc), sur son environnement régional de vocation agricole d'escellence.

Cette recherche compte à valider au niveau régional les concepts universels des changements climatiques spécifiques aux zones agricoles vulnérables, avec la focalisation sur un espace potentiél de la production de biomasse végétale, situé sur l'étage bioclimatique semi-aride ; à savoir le périmètre agriole irrigué de Tadla, afférent au territoire marocain. Vu que cette zone se profile aussi par la raréfaction croissante de ses ressources en eau mobilisables à des fins d'irrigations d'appoint aux cultures pratiquées.

Dans cette optique, il est étudié les modalités de la résilience des cultures exploitées concernant la rationnalisation de la satisfaction de leurs besoins en eau, moyennant des techniques innovantes. En effet, il est objet de caractériser à l'échelle locale les variabilités spatio-temprelles agro-climatiques. Ce qui est associé à des expérimentations culturales in situ, afin de determiner les besoins actuels en eau d'irrigation des cultures stratégiques.

En ultime tâche, il est émis des projections sur les éxigences hydriques végétales pour les prochaines décennies, raisonnées selon le système d'irrigation gravitaire, actuel et classique et aussi en fonction du système d'irrigation localisée, plus é efficient et innovant pour la reconversion du premier. L'approche est aphendée en considérant la pénurie récurrente des ressources en eau, d'une manière conjuguée aux manifestations éventuelles des futurs changements climatiques.
## Dédicaces

A la mémoire de mon défunt père *Abderrahmane*, qui nous a quitté à mi-chemin de la réalisation de ce travail, la personne tant regrettée pour son insistance à approfondir mes études académiques et par sa singularité de son engouement à l'éducation de ses proches, en déployant tous ses moyens disponibles et avec vif encouragement à la quête de meilleures performances studieuses.
Pour ses aspirations tant chères, qu'aurais-je souhaitées qu'il ait été parmi nous au jour de la soutenance de cette thèse. Que Dieu te soit miséricordieux et que ton âme repose en paix. Merci bien pour tes sacrifices qui n'étaient pas en vain et vont encore perdurer.

En l'honneur à ma chère mère *Zahra*. La grande militante de la famile à coté de mon regretté père, que je ne trouve pas les mots convenables pour t'exprimer ma reconnaissance et mes remerciements, pour ta surveillance de l'éducative rigoureuse, pour moi et pour les autres frères et la regretté sœur-ainée, en m'inciter à mon âge actuel à maintenir le cap de l'attitude sérieuse professionnelle. Merci infiniment. Que Dieu te garde et t'accorde longue vie.

A ma conjointe *Atika*, pour t'exprimer mon fort attachement et ma reconnaissance à notre vie commune pleine d'amour, de gentillesse et de tendresse, dont tu m'as toujours entouré, chère épouse. Tacherais-je bien d'éprouver l'expression de grande sagesse aux conditions favorables assurées à domicile, pour mener à bien ce travail époustouflant ; notamment, pour ta grande patience à supporter mes fréquentes activités au foyer, souvent à caractère nocturne. Merci pour le fort appui à l'avènement de ce sacre. Dieu te protège et te concède longue vie.

A mon très cher fils *Housni*, interpellé à prendre le relais des études universitaires approfondies, pour leur valeur immatérielle non estimée, ainsi qu'à mon adorable fille *Fatima Ezzahra*. A tous mes très chers frères, pour citer *Dr Mohamed*, le sociologue qui a amplement contribué par ses conseils pertinents en méthodologie doctorale, ainsi que les motivateurs autres frères : *Abderrahim*, *Abdelmajid et Abdelkebir*. Egalement des membres spéciaux de ma belle-famille sont mémorisés pour leur soutien moral, dont les honorables : *Mohamed*, *Khadouj* et *Najiba*.

Vivement, j'attribue ma reconnaissance à tous mes camarades de l'entourage du travail professionnel et à mes illustres collègues de la formation doctorale pour leur entraide mutuelle à caractères collégial et convivial dans le souci de donner le meilleur.
Remerciements

La présente thèse n'a effectivement atteint terme que suite à l'importante contribution collégiale de diverses parties sollicitées, sont biens remerciées pour avoir mis à notre disposition les données et les informations pertinentes et aussi aux facilités accordées à nos investigations, à nos enquêtes sur terrain et aux traitements statistiques numériques afférents.

Je saisit l'opportunité pour remercier infiniment tous les membres de jury, engagés dans la lourde
tâche de la restitution finale de ce travail de recherche. La reconnaissance est cordiale envers
Monsieur le Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques de Béni Mellal, le Proffesseur Said
MELLIANI, pour le support scientifique éminent de son établissement universitaire. Aussi, nos vifs
remerciements sont accordés aux chercheurs de l'Equipe du Génie de l'Environnement, de même à
l'égard du staff du Centre des Etudes Doctorales.

J'exprime ma profonde gratitude au Directeur de la thèse, le Professeur Zehor AIT YACINE,
enseignante-chercheuse à la FST de Béni Mellal, pour son encadrement à la hauteur de cette thèse,
avec la diligence d'une illustre spécialiste en la matière. En l'occurrence, m'ont été magistrales ses
orientations, les fruits de longues expériences académiques, confirmées et multidisciplinaires; tels
aux domaines des sciences de la vie, de protection de l'environnement, d'agro-industrie et des
sciences de l'eau. Je cite en l'occurrence ses motivations incessentes à participer aux manifestations
scientifiques programmées, notamment par des établissements universitaires de notre proximité.

Aussi, mon témoignage est sincère avec mes remerciements les meilleurs à mon établissement
d'exercice professionnel actuel, l'Office Régional de la Mise en Valeur Agricole du Tadla, au nom
de son respectueux et motivant, Monsieur le Directeur Hssain RAHAOUI, ainsi que pour ses
collaborateurs honorables consultés lors du déroulement de ce travail, MM: les Chefs des
Départements : Mohamed SAAF, Abdelkrim ELABED, Abderrahim KOBRI; les Chefs des Services:
Mohamed MISSOURE, Mohamed BELRABI, Benacer RACHIDI, Mohamed TAZROUTI, Otmane
ALAOUI, Houda CHEIKH et Khaled ASSEMI. Pour leur soutien, notre reconnaissance est exprimée
à Mr Sidimoh CHARIF, responsable de la Station des Expérimentations Hydro-Agricoles d'Ouled
Gnaou et aussi à Mr Abdelatif LOTFI, superviseur des réseaux agro-météorologiques automatiques
du périmètre de Tadla. Notre estime est également pour leur appui aux autres collaborateurs(trices) à
ce travail, qui constituent une longue liste.

Je remercie vivement toute personne ayant oeuvré à la publication de nos articles scientifiques dans
des revues scientifiques indexées. A ce sujet, est évoqué pour ses conseils, le respectueux Professeur
Belkheir HAMMOUTI, à l'Université Mohamed 1er d'Oujda. Autant, sont fraternellement salués
mes co-auteurs de nos articles publiés.
## Liste des abréviations

<table><tr><td>• ACP</td><td>Analyse en composantes principales</td></tr><tr><td>• AH</td><td>Station météorologique Ahl Souss</td></tr><tr><td>• AUEA</td><td>Association des usagers d'eau agricole</td></tr><tr><td>• CIRAD</td><td>Centre internationale de la recherche agronomique et de développement</td></tr><tr><td>• DJF</td><td>Période « Décembre-Janvier-Février »</td></tr><tr><td>• E.M.</td><td>Etage bioclimatique méditerranéen</td></tr><tr><td>• EUE</td><td>Efficience de l'utilisation d'eau</td></tr><tr><td>• ETo</td><td>Evapo-transpiration de référence</td></tr><tr><td>• ETM</td><td>Evapotranspiration maximale</td></tr><tr><td>• ETR</td><td>Evapotranspiration réelle</td></tr><tr><td>• Ev.</td><td>Evaporation en bac</td></tr><tr><td>• FAO</td><td>Organisation mondiale de l'agriculture et de l'alimentation</td></tr><tr><td>• FBS</td><td>Station météorologique de Fkih Ben Salah</td></tr><tr><td>• GIEC</td><td>Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat</td></tr><tr><td>• ICRA</td><td>Centre international de la recherche agricole et de développement</td></tr><tr><td>• IDP</td><td>Indice de déficit pluviométrique</td></tr><tr><td>• IDW</td><td>Indice inverse de poids de distance</td></tr><tr><td>• I.M.</td><td>Indice d'aridité de De Maritonne</td></tr><tr><td>• INRA</td><td>Institut national de la recherche agronomique</td></tr><tr><td>• IPS</td><td>Indice standardisé des précipitations</td></tr><tr><td>• JJA</td><td>Période « Juillet-Août-Septembre »</td></tr><tr><td>• K<sub>b</sub></td><td>Coefficient de la correction d'évaporation en bac</td></tr><tr><td>• K<sub>c</sub></td><td>Coefficient cultural</td></tr><tr><td>• MA</td><td>Station météorologique Mabrouk Ali</td></tr><tr><td>• MAM</td><td>Période « Mars-Avril-Mai »</td></tr><tr><td>• M</td><td>Unité au million</td></tr><tr><td>• M.S.</td><td>Matière sèche</td></tr><tr><td>• NDVI</td><td>Indice normalisé végétatif en télédétection spatiale</td></tr><tr><td>• OG</td><td>Station de mesures pluviométriques d'Ouled Ganou</td></tr><tr><td>• ORMVA</td><td>Office régionale de mise en valeur agricole</td></tr><tr><td>• PB</td><td>Prise bloc au réseau de reconversion collective à l'irrigation localisée</td></tr><tr><td>• PDAIRE</td><td>Plan directeur d'aménagement intégré des ressources en Eau</td></tr><tr><td>• PNEEI</td><td>Programme national de l'économie de l'eau d'irrigation</td></tr><tr><td>• PP</td><td>Prise propriété au réseau de reconversion collective à l'irrigation localisée</td></tr><tr><td>• Q.E.</td><td>Quotient d'aridité d'Emberger</td></tr><tr><td>• Qx</td><td>Quintaux</td></tr><tr><td>• RFU</td><td>Réserve facilement utilisable en eau</td></tr><tr><td>• RU</td><td>Réserve utilisable en eau</td></tr><tr><td>• SAU</td><td>Superficie agricole utile</td></tr><tr><td>• SIG</td><td>Système d'information géographique</td></tr><tr><td>• SON</td><td>Période « Septembre-Octobre-Novembre »</td></tr><tr><td>• T.I.C.</td><td>Taux d'intensification cultural</td></tr><tr><td>• SEHA</td><td>Station des expérimentations hydro-Agricoles</td></tr><tr><td>• SemH</td><td>Semestre humide (de Septembre à Février)</td></tr><tr><td>• SemS</td><td>Semestre Sec (de Mars à Août)</td></tr></table>
## Liste des figures

<table>
  <tbody>
    <tr>
      <td>Figure 1 : Evolution mondiale de la variation thermique sur la période de 1880-2019</td>
      <td>15</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 2 : Schéma des acheminements de l'eau et les étapes de détermination des efficiences</td>
      <td>42</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 3 : Potentiel en superficies susceptibles à la reconversion en système d'irrigation en zone des Béni Moussa au périmètre de Tadla</td>
      <td>80</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 4 : Secteurs prioritaires de reconversion collective en irrigation localisée au périmètre de Tadla</td>
      <td>81</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 5 : Situation géographique de la zone d'étude et localisation des stations de mesures pluviométriques</td>
      <td>91</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 6 : Evolution des précipitations annuelles moyennes avec marge de variations et courbe de tendance en affichant équation de la droite de régression linéaire pour le périmètre du Tadla de 1958 à 2018</td>
      <td>101</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 7 : Evolution de l'indice des précipitations standardisé (IPS) au périmètre du Tadla de 1958 à 2018</td>
      <td>103</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 8 : Schématisation des données de l'indice pluviométrique par la méthode du filtre passe-bas de Hanning d'ordre 2 au périmètre de Tadla sur période 1958 à 2018</td>
      <td>105</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 9 : Evolution de l'indice en filtre passe-bas de Hanning d'ordre 2 de la pluviométrie annuelle aux deux stations repères Ahl Souss et Ouled Gnaou au périmètre de Tadla de 1958 à 2018</td>
      <td>106</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 10 : Chronogramme des ruptures pluviométriques selon les méthodes d'homogénéisation</td>
      <td>112</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 11 : Evolution des précipitations annuelles en avant et après la rupture chronologique des précipitations au périmètre de Tadla pour la période de 1958 à 2018</td>
      <td>112</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 12 : Rupture chronologique pluviométrique avec classification de pluies annuelles avec rapprochements à l'Indice des Précipitations Standardisés (IPS) au périmètre de Tadla</td>
      <td>114</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 13 : Carte pluviométrique en avant rupture de la chronologie de précipitations au périmètre de Tadla en période de 1958 à 1978</td>
      <td>116</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 14 : Carte pluviométrique en après rupture de la chronologie de précipitations au périmètre de Tadla en période de 1979 à 2018</td>
      <td>116</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 15 : Arborescence chronologique des tendances des précipitations périodiques mensuelles (Septembre à Août), trimestrielles, semestrielles et annuelle au périmètre de Tadla</td>
      <td>124</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 16 : Les positions géodésiques des tendances de précipitations périodiques (mensuelles, trimestrielles, semestrielles et annuelles) au périmètre du Tadla</td>
      <td>125</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 17 : Tracé d'effondrement de valeurs propres en axes de l'ACP sur les variables périodiques de tendances des précipitations au périmètre de Tadla</td>
      <td>130</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 18 : Cercle des corrélations de l'ACP pour les variables périodiques de tendances de précipitations au périmètre de Tadla (Période de 1958 à 2018)</td>
      <td>132</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 19 : Tracé-double d'ACP en tendance des précipitations périodiques au périmètre de Tadla</td>
      <td>133</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 20 : Régionalisation de tendances périodiques de précipitations au périmètre du Tadla</td>
      <td>134</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 21 : Evolution de température moyenne annuelle au périmètre de Tadla</td>
      <td>136</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 22 : Evolution de température maximale moyenne annuelle au périmètre de Tadla</td>
      <td>137</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 23 : Evolution de température minimale moyenne annuelle au périmètre de Tadla</td>
      <td>137</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 24 : Evolution de l'évapo-transpiration de référence moyenne annuelle au périmètre du Tadla</td>
      <td>139</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 25 : Graphiques des ruptures temporelles pour paramètres : Température maximale (graphique A), Température minimale, Température moyenne, ETo au périmètre de Tadla</td>
      <td>145</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 26 : Tendance de température minimale au périmètre du Tadla en avant/près rupture chronologique</td>
      <td>146</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
<table>
  <tbody>
    <tr>
      <td>Figures 27: Cartes de tendance spatio-temporelle de la température minimale en avant (Carte A) et en après rupture chronologique (Carte B) au périmètre de Tadla (Période d'observations de 1970 à 2018)</td>
      <td>147</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 28: Tendances de température max.au périmètre du Tadla en avant/après rupture chronologique</td>
      <td>148</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 29: Cartes de tendance spatio-temporelle de la température maximale en avant (Carte A) et en après rupture chronologique (Carte B) au périmètre de Tadla</td>
      <td>149</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 30: Tendances de température moyenne au périmètre du Tadla en avant/rupture chronologique</td>
      <td>150</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 31: Cartes de tendance spatio-temporelle de la température moyenne en avant (Carte A) et en après rupture chronologique (Carte B) au périmètre de Tadla</td>
      <td>151</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 32: Courbes de régression de relation « Année-Pluviométrie mensuelle » au périmètre de Tadla de Septembre à Février</td>
      <td>152</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 33: Courbes de régression de relation « Année-Pluviométrie mensuelle » au périmètre du Tadla définie de Mars à Août</td>
      <td>153</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 34: Tendances d'évapo-transpiration de référence au périmètre du Tadla en avant/après rupture chronologique</td>
      <td>154</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 35: Cartes de tendance spatio-temporelle de l'évapo-transpiration de référence en avant (Carte A) et en après rupture chronologique (Carte B) au périmètre de Tadla</td>
      <td>155</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 36: Courbes de régression Température-Evapotranspiration au périmètre de Tadla :Sept.- Fév.</td>
      <td>156</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 37: Courbes de régression Température-Evapotranspiration au périmètre de Tadla :Mar.-Août</td>
      <td>157</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 38: Tendance des bilans hydriques au sol mensuels le périmètre de Tadla en avant-rupture (graphe A) et en après-rupture (graphe B) chronologique de la pluie et de l'ETo</td>
      <td>159</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 39: Tendance de la variabilité du bilan hydrique au sol cumulatif d'une manière comparative entre l'avant/après rupture chronologique de paramètres agro-climatiques au périmètre de Tadla</td>
      <td>160</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 40: Diagrammes de Gaussen au périmètre de Tadla aux niveaux des stations agro-climatiques Ouled Gnou (graphes A à C) et Ahl Souss (graphes D à F)</td>
      <td>162</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 41: Diagrammes de Gaussen au périmètre de Tadla aux niveaux des stations agro-climatiques Mabrouk (graphes A à C) et Fkih Ben Salah (graphes D à F)</td>
      <td>163</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 42: Tendance de l'indice mensuel d'aridité de De Maritonne au périmètre de Tadla</td>
      <td>164</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figures 43: Cartes d'évolution spatio-temporelle de l'aridité au périmètre du Tadla entre l'avant (graphe A) et l'après (graphe B) de la rupture chronologique sur paramètres agro-climatique</td>
      <td>165</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 44: Illustrations d'essais culturaux de céréaliculture et de la betterave à sucre en station SEHA-OG</td>
      <td>174</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 45: Illustrations d'essais culturaux de luzerne et betterave à sucre en station SEHA-Ouled Gnaou</td>
      <td>176</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 46: Illustrations d'essais culturaux du maïs et maraichage en station SEHA-Ouled Gnaou</td>
      <td>178</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 47: Carte d'occupations du sol en mi-Juillet 2014 en zone des réseaux M4-M7 du périmètre de Tadla, en avant-projet de la reconversion collective à l'irrigation localisée</td>
      <td>183</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 48: Carte d'occupations du sol en mi-Juillet 2018 en zone des réseaux M4-M7 du périmètre de Tadla, en après-projet de la reconversion collective à l'irrigation localisée</td>
      <td>183</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
## Liste des tableaux

<table>
  <tbody>
    <tr>
      <td>Tableau 1 : Caractérisation des changements climatiques dans l'espace Sud de la Méditerranée et en Afrique de l'Ouest</td>
      <td>5</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 2 : Projections des précipitations au Nord du Maroc à différents horizons du 21ème siècle</td>
      <td>14</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 3 : Caractéristiques thermiques de la zone du bassin hydraulique Oum Er Rbia (Maroc)</td>
      <td>16</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 4 : Projections des températures au Nord du Maroc selon le modèle climatique MAGICC afférent au GIEC</td>
      <td>18</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 5 : Evapo-transpirations cumulatives périodiques pour différentes dates des semis de la culture des blés en régions céréalières potentielles du Maroc</td>
      <td>22</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 6 : Cumuls d'évapotranspiration maximale (ETM) de la culture de la betterave à sucre en fonction de la précocité variétale et la date de semis aux grands périmètres irrigués du Maroc</td>
      <td>22</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 7 : Evolution du couvert végétal au niveau de la plaine du Tadla entre les années 1984 et 2015 dont les superficies déterminées par la télédétection spatiale sur la base de l'indice NDVI</td>
      <td>28</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 8 : Evolution de l'occupation des sols au périmètre irrigué d'E Tadla, évaluée par la télédétection spatiale avec l'indice NDVI pour la campagne 2017/2018</td>
      <td>28</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 9 : Risques potentiels des changements climatiques sur les ressources en eau pour l'agriculture et les redressements proposées</td>
      <td>36</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 10 : Programme prioritaire du gouvernement marocain restructurant le processus de l'exploitation des eaux pour la période de 2019-2026- Volet du secteur agricole</td>
      <td>37</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 11 : Modalités des mesures d'évaluation des volumes d'eau en relation avec la détermination des efficiences d'irrigation</td>
      <td>43</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 12 : Efficiences d'eau des systèmes d'irrigation usuels à différents sites mondiaux et pour principales cultures</td>
      <td>46</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 13 : Données référentielles des efficiences des irrigations aux périmètres irrigués en grande hydraulique au Maroc</td>
      <td>47</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 14 : Consommations et efficiences agronomiques d'utilisation d'eau pour la culture du blé ous régimes de déficit hydrique aux grands périmètres irrigués du Maroc</td>
      <td>49</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 15 : Résultats des expérimentations comparatives de trois systèmes d'irrigation usuels (localisée, aspersion et gravitaire) sur la culture de la betterave à sucre (Beta vulgaris L.) au périmètre de Tadla (Maroc)</td>
      <td>51</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 16 : Résultats des expérimentations comparatives sur les trois systèmes d'irrigation usuels (localisée, aspersion et gravitaire) sur la culture de la Betterave à sucre (Beta vulgaris L.) au périmètre du Tadla - « Aspect de la marge bénéficiaire et de l'efficience économiques en utilisation de l'eau d'irrigation »</td>
      <td>51</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 17 : Effets des régimes du déficit hydrique sur consommation et efficiences agronomiques de l'utilisation de l'eau de la culture de la Betterave à sucre (Beta vulgaris L.) aux grands périmètres irrigués du Maroc</td>
      <td>52</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 18 : Consommations et efficiences agronomiques de l'utilisation de l'eau pour la culture de la Betterave à sucre (Beta vulgaris L.) sous des régimes de déficit hydrique en fonction du niveau de stockage de l'eau au sol</td>
      <td>53</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 19 : Consommations et efficiences agronomiques de l'utilisation de l'eau pour la culture de la luzerne (Medicago sativa L.) sous des régimes de déficit hydrique aux niveaux de grands périmètres irrigués du Maroc</td>
      <td>54</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 20 : Consommations et efficiences agronomiques de l'utilisation de l'eau pour la culture du maïs (Zea mays L.), sous régimes de déficit hydrique en comparaison des systèmes d'irrigation gravitaire et localisée aux grands périmètres irrigués du Maroc</td>
      <td>55</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 21 : Consommations et efficiences agronomiques d'utilisation d'eau pour la culture du maïs (Zea mays L.), en fonction de la gestion des irrigations appuyée sur le stockage de l'eau dans le sol situé sur étage bioclimatique semi-aride</td>
      <td>56</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 22 : Effets du déficit hydrique sur la performance agronomique de la culture du piment rouge (Capsicum annuum L.) conduite sous l'irrigation localisée</td>
      <td>57</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 23 : Effets du régime de la réduction d'eau en système d'irrigation gravitaire sur les performances agronomiques de la culture de l'oignon de saison (Allium cepa L.) au périmètre de Tadla</td>
      <td>58</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 24 : Effets de la réduction hydrique sur la performance agronomique de la culture de l'oignon (Allium cepa L.) conduite sous l'irrigation localisée en zone à climat semi-aride de la Chine</td>
      <td>59</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 25 : Consommation hydrique et efficience agronomiques sous régime en pour le verger d'oliviers en comparaison des deux systèmes d'irrigation gravitaire et localisée au niveau du périmètre irrigué du Haouz (Maroc)</td>
      <td>60</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tableau 26 : Consommations hydriques et efficiences agronomiques d'utilisation de l'eau pour les vergers d'oliviers en zone méditerranéenne sous le système d'irrigation localisée et soumis à différents régimes du déficit en eau</td>
      <td>61</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
Résumé

Les impacts des changements climatiques sur les besoins en eau des cultures en zones vulnérables ont été caractérisés pour une zone semi-aride modèle, à savoir le périmètre irrigué de Tadla. Un espace agricole potentiel sur le territoire marocain, mais plus dépendant à des ressources d'eau en raréfaction. A cet effet, il a été exploité les données agro-climatiques de cette zone pour la période de 1958-2018 en 28 stations de mesures. Dans ce sens, des expérimentations hydro-agricoles sur les cultures stratégiques ont été menées in situ.

Il est constaté sur base de calculs par l'Indice Standardisé des Précipitations (IPS), des fréquences d'années déficitaires, normales et excédentaires en pluie respectivement de : 33% ; 35% et 32%. Par test de Mann-Kendall, il est décelé des tendances à la baisse des précipitations et d'augmentation de la température et d'évapo-transpiration végétale. Aussi, il est repéré des ruptures chronologiques par les tests d'homogénéité de: Pettitt, Lee et Heghinian, Buishand et Hubert, sur pluviométrie, température, évapo-transpiration du végétal et sur aridité en années respectives de : 1978 ; 1989; 1997; 1995; 1978 et 1988. Après rupture chronologique, la pluviométrie se réduit à 36 %, le réchauffement à 1°C. Le déficit du bilan hydrique au sol s'accentue mensuellement entre Mars et Août et annuellement son cumul passe de -805 à -1093 mm/an. La période sèche s'allonge de 43 jours sur le Diagramme de Gaussen, l'Indice de De Maritonne régresse de 11,2 à 8,6 unités et le Quotient d'Emberger de 27,8 à 18,7 points. La cartographie SIG spatio-temporelle montre après les ruptures chronologiques précitées, un gradient de dessèchement pluvieux est au sens Ouest-Est et le déplacement des isohyètes de 135 mm/an. Sur carte, le réchauffement atmosphérique et l'élévation de l'ETo, sont plus importants aux parties Sud-Ouest et du Centre-Nord de la zone d'étude ; l'aridité qui est en augmentation, est plus prononcée au Sud-Est de cette zone.

Avec le couplage du test de Mann-Kendall et du test de Sen's, il est constaté des variations significatives des pluies mensuelles en 9 sur 12 mois de l'année, avec sa hausse en Septembre et sa baisse entre Novembre et Juin. Par méthode ACP, il est révélé deux groupements spatiaux pluviométriques homogènes: l'un pour Décembre, Avril, trimestre « Mars-Avril-Mai » et semestres humide-sec; l'autre pour Septembre et Juin.

En l'alternative proposée du maintien de la situation actuelle d'adoption du système d'irrigation gravitaire au périmètre de Tadla, les besoins en eau d'irrigation des cultures à l'horizon 2050 augmenteraient de 8356 à 11283 m3 par hectare assolé, soit une élévation de 35%. Dans l'autre alternative de la reconversion totale en système d'irrigation localisée, il y aurait un volume réduit en ces besoins en eau à 7831 m3/ha, soit à l'inverse une baisse de 6% par rapport à la situation de référence. En conséquence, il est attesté le rôle capital de la substitution du système d'irrigation gravitaire classique par d'autre système efficient d'irrigation localisée, dans le processus projeté de la résilience aux changements climatiques en cas de l'agriculture des productions végétales dans une zone semi-aride.
Abstract

The unavoidable effects of climate change on the water requirements of crops in vulnerable zones
call for the characterization of rainfall and evapo-transpiration trends for crops in a model irrigated
Tadla perimeter's in Moroccan country, the land a semi-arid climate and have a potential agriculture
but with a trend of scarcity water resources. In this fact, it is analyzing the rainfall data of 60 years
(to 1958 at 2018) from 27 measuring stations, also thermal and evapo-transpiration reference data
(ETo) of 49 years (1969-2018) from four stations are used.

The Standardized Precipitation Index (SPI) in deficit, normal and surplus years: 33%; 35% and 32% respectively. Mann-Kendall's test detects highly significant trends of decreasing precipitation and increasing temperature and evapo-transpiration. Detection of chronological breaks in annual series by tests of homogeneity of Pettitt, Lee and Heghinian Bayesian, Buishand and Hubert segmentation for rainfall, temperature at minimum, at maximum, at average, evapo-transpiration and De Maritonne aridity index in the respective years of 1978; 1989; 1997; 1995; 1978 and 1988. After these breaks: rainfall is reduced by 36%; reheating by +1°C; monthly water balance increases its deficit from March to August and its cumulative annual total deficit from (-) 805 mm to (-) 1,093 mm. It is the same of annual dry period is extending by 43 days on Gaussen diagrams; De Maritonne aridity index decreases to 11.2 at 8.6 and Emberger's quotient from to 27.8 at 18.7. The GIS cartography shows, after a break temporary, a gradient of rainy drying in the West-East direction of the zone, with a translate of isohyets over 135 mm/year, reheating and a increase ETo evapo-transpiration in the South-West and Central-North parts and an accentuation of aridity in the extreme South-East part of the zone.

The two-coupled tests of Mann-Kendall and Sen's show a change in monthly rainfall for 9 out of 12
months in year; with its increase in September and decrease per month from November to June. By
PCA method, we have two spatial homogenous rainfall groups: one group from December, April,
"March-April-May" quarter and wet and dry semesters; the other group from September and June.

For the year 2050, the 1st scenario projects an increase in the volume of irrigation water requirements with basin irrigation systems from 8,356 to 11,283 m3 per hectare with crop rotation (+35%). The 2nd scenario projects, in the event of total reconversion of the area with localized irrigation system, a decrease in this volume to 7,831 m3/ha, at a deviation of -6% compared to the initial situation in year 2018. Thus is attesting to the major contribution of the highly efficient irrigation system to any long-term resilience process to the impacts of climate change.

**Keywords:** Tadla perimeter, irrigation, water requirements, crops, climate change, resilience.
ملخص

إن الآثار الفعلية للتغيرات المناخ على الاحتياجات المائية للزراعات في المناطق الأكثر عرضة يستدعي توصيف اتجاهات هطول الأمطار واتجاهات نتح التبخر للزراعات بالنسبة لنموذج الدائرة السقوية لتادلة على صعيد القطر المغربي، والمنطقة ذات مناخ شبه جاف ولديها قدرات زراعية مهمة ولكنها عرضة لمخاطر تواصل ندرة الموارد المائية. في هذا المجال، يتم تحليل بيانات هطول الأمطار لمدة 60 عاماً (من 1958 الى 2018) على مستوى 27 محطة قياس، ويتم أيضًا استخدام البيانات المرجعية الحرارية والتنح التبخر (ETo) لمدة 49 عامًا (1969-2018) على مستوى 4 محطات.

مؤشر القياسي المعياري لهطول الأمطار (SPI) في سنوات العجز والعادية و الفائضة: 33٪؛ 35٪ و 32٪ على التوالي. يكتشف اختبار Mann-Kendall اتجاهات شديدة الأهمية لتقليل هطول الأمطار وزيادة درجة الحرارة ونتح التبخر. الكشف عن القطاع الزمنية في السلاسل السنوية باختبارات التجانس لكل من: بيتيت (Pettitt)، بايزيان لولي وهيجينيان (segmentation de Hubert) ، وبويشاند (Bayesian de Heghinian et Lee) ، و تجزئة هوبيرت (Indice d'aridité de Maritonne) في السنوات المعنية: 1978؛ 1989؛ 1997؛ 1995؛ 1978 و 1988. بعد هذه القطاع الزمنية: انخفض معدل هطول الأمطار بنسبة 36٪. ارتفاع حرارة المناخ بمقدار + 1 درجة مئوية؛ تزايد الميزان المائي الشهري من عجزه من مارس إلى أغسطس مما يؤدي إلى زيادة العجز السنوي التراكمي للميزان المائي من (-) 805 ملم إلى (-) 1093 ملم. الشأن كذلك بتمدد فترة الجفاف السنوية ب 43 يومًا على صعيد مخططات جاووسين (Diagramme de Gaussen)؛ انخفاض مؤشر الجفاف (Indice d'aridité de Maritonne) من 11.2 الى 8.6 وحاصل امبرجي (Quotient d'Emberger) من 27.8 عند 18.7. تظهر خرائط نظم المعلومات الجغرافية (GIS) ، بعد القطعية الزمنية، تم تنقل موجة التقلص المطر في اتجاه الغرب والشرق للمنطقة ، مع تحرك في البعد التساوي المطري ب 135 ملم / سنة ، وكذلك لتسخن المناخ مع زيادة نتح-التبخر على مستوى أجزاء الجنوب. الغربي والوسط الشمالي و مع الإشارة لزيادة حدة الجفاف في جزء أقصى الجنوب. الشرقي للمنطقة. تغير التساقطات ب 9 شهر من أصل 12 شهرًا في السنة؛ مع زيادتها في سبتمبر وانخفاضها شهريًا من نوفمبر إلى يونيو. و. بواسطة منهجية PCA، لدينا مجموعتان جغرافيتين متجانستان في تساقط الأمطار: مجموعة من ديسمبر، أبريل، ربع "مارس - أبريل - مايو" والسداسيتين الرطبة والجافة والمجموعة الأخرى من شتنبر ويونيو.

بالنسبة لأفاق عام 2050، يتوقع حسب السيناريو الأول زيادة في حجم متطلبات مياه الري بنظام الري الانسيابي من 8356 إلى 11283 متر مكعب للهكتار م الواحد المجزئ زراعيا (زيادة 35٪) يشتمل السيناريو الثاني، في حالة التحويل الكلي للمنطقة بنظام الري الموضعي، على انخفاض في هذا الحجم المائي إلى 7831 م / 3 هكتار، مع انخفاضه بنسبة 6٪ مقارنة بالوضع الأولي في عام 2018. وهكذا يشهد على المساهمة الفعالة لنظام الري الناجع في أي عملية او مشروع مرونة او ملائمة طويلة الأمد في مواجهة تأثيرات التغيرات المناخية.

الكلمات الرئيسية: الدائرة السقوية تادلة، الري، الاحتياجات المائية، الزراعات، التغيرات المناخية، المرونة والملائمة.
INTRODUCTION

Les changements climatiques se répercutent d'une manière effective sur le secteur agricole, par leurs principales manifestations des précipitations, du réchauffement atmosphérique, de la recrudescence de l'élévation de la demande climatique en évaporation et aussi dans la refonte du bilan hydrique au sol (Pulina, 2012 ; G.I.E.C, 2013).

En effet, il est relevé la régression notable dans l'intensité des pluies dans les régions continentales de l'Ouest du Bassin Méditerranéen depuis l'année charnière de 1951 (GIEC, 2007). Sur ce, Il est projeté au Sud de la France à l'horizon 2046-2065 que le paramètre de l'évapo-transpiration de référence augmenterait de 20% avec l'impact du fort risque du stress hydrique pour les cultures pluviales à l'horizon du moyen au long-terme (MEDDE-France, 2012).

En conséquence aux revers climatiques, le bilan hydrique au sol est actuellement dans un état de déficit anormal évolutif et qui est de plus en plus prolongé durant la campagne agricole dans les régions du Nord-Est du pourtour méditerranéen (Murarescu et al., 2017). Aussi dans la partie Ouest méditerranéenne, il est projeté à l'an 2050, précisément sur l'espace marocain, une baisse pluviométrique annuelle de 3% à 30 %, avec un réchauffement de l'air prétendu de 2,3 à 2,9 °C (GIEC, 2013).

Il est à noter, par ailleurs, que la situation s'empire avec l'irrationalité qu'à l'échelle mondiale pour la satisfaction des besoins courants en eau des cultures par les irrigations d'appoint, sachant que pour environ un nécessaire au total de 1 501 milliards de mètres cubes par an, il faut prélever un volume global d'eau de 2 673 milliards de m3/an, correspondant à une efficience moyenne de seulement de 56%, soit en exerçant une pression d'usage sur les ressources en eau renouvelables d'irrigation au taux croissant d'à peine 5%; mais aux pays Nord africains et du Proche Orient, à divers climats allant de l'humide au saharien en passant par le méditerranéen et le semi-aride, ont particulièrement pour le premier taux le pourcentage de 59%, alors que le deuxième taux est d'ordre paradoxale enchaussé à 43% en raison de la tendance à la raréfaction en eaux mobilisables en ces zones spécifiques (FAO, 2002; Frenken et Gillet, 2012).

Ces constats hydro-agricoles sont essentiellement à l'origine de la performance du mode adopté de la distribution de l'eau au niveau de la parcelle agricole, qui reste plus tributaire au type du système d'irrigation préconisé. En effet, les efficiences standards des systèmes d'irrigation les plus usuels sont pour le gravitaire, l'aspersion et le localisé aux grandeurs respectives de 60%;
de 80% et de 90 % (Wittling et Molle, 2017), encore ces niveaux d'efficiences deviennent plus inférieurs dans les espaces agricoles irrigués à climat semi-aride (Bouaziz et Belabbes, 2002).

Compte-tenu de cette problématique complexe en exploitation des disponibilités en eau déjà insuffisances pour l'irrigation des cultures dans des zones plus vulnérables aux changements climatiques (GIEC, 2007 et 2013), le présent travail se fixe pour des objectifs de caractériser l'état actuel d'une zone agricole semi-aride modèle et aussi pour mener les projections à long terme des tendances des aspects clés de : précipitations, température, évapo-transpiration culturale, aridité du milieu, bilan hydrique au sol de végétation.

Cette démarche est à achever donc en évaluant comparativement les besoins en eau de l'irrigation des cultures en fonction du système d'irrigation classique par rapport à un nouveau système d'irrigation proposé plus efficient. Ceci est faisable en réalisant au préalable des enquêtes agricoles thématiques sur le terrain chez les agriculteurs concernés, option qui à relayer par des expérimentations agricoles in situ, La zone d'étude considérée dans ce travail de recherche est le périmètre irrigué de Tadla, qui se situe sur l'étage bioclimatique semi-aride, dotée de potentialités agricoles stratégiques pour le Maroc, mais ses ressources en eau mobilisables à l'irrigation sont dans une phase critique de pénurie croissante (ORMVA du Tadla, 2020c),

De point de vue méthodologique, il est envisagé dans ce travail le recours à des procédés usuels de la caractérisation des aspects agro-climatiques, en relation avec l'utilisation de l'eau pour les productions végétales, notamment : la méthode en intervalles de confiance, les tests statistiques de la détection des ruptures chronologiques sur les séries temporelles pour les précipitations, la température et l'évapo-transpiration. Dans le souci de pousser la réflexion scientifique, il est incorporé les méthodes par l'analyse en composantes principales (ACP) en étudiant les saisonnalités des pluies, par le recours à des indices d'évaluation de la sècheresse et de l'aridité. Ce qui est à compléter par des cartographies SIG spatio-temporelles des tendances d'ordre climatique. Ce système méthodologique poursuivi à caractère intégré, a pris pour support l'exploitation des données du large réseau agro-météorologiques de 28 stations couvrant toute la zone d'étude sur une durée d'observations de 60 ans entre les années de 1958 et 2018.

Dans le souci de contribuer à l'utilisation judicieuse de la ressource de l'eau pour les productions végétales dans un contexte difficile avec avènement des changements climatiques, il est escompté par le présent travail de proposer des modalités pratiques de résilience, assorties de projections à long terme pour l'optimisation des besoins en eau d'irrigation des cultures stratégiques à conduire sous l'alternative de système d'irrigation plus efficient.
# PARTIE I :
# SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
# Chapitre I : EXPLOITATION DES RESSOURCES EN EAU EN AGRICULTURE DANS LES CONDITIONS DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES

Dans le cadre des changements climatiques, l'aspect des ressources en eau en agriculture des productions végétales est traité en fonction de leurs origines pluviale, de surface et souterraines et aussi selon les aires géographiques mondiaux de proximité. En l'occurrence, l'accent est porté sur la tendance agro-climatique et ses relations avec les ressources en eau allouées aux irrigation des cultures.

## I-Notion des changements climatiques

Le climat décrit les conditions météorologiques moyennes pour un endroit particulier et sur longue période (OMM, 2020). En d'autres termes, le climat, c'est l'ensemble de facteurs météorologiques se rapportant aux variables de surface, notamment : la température, la pression atmosphérique, les précipitations, l'ensoleillement et l'humidité (GIEC, 2013).

Quant à la notion de changements climatiques, elle est traduite essentiellement par les phénomènes suivants : le réchauffement anormale de l'atmosphère et des océans, la modification des régimes des précipitations, les irrégularités dans les flux éoliens, la fonte anormale des glaciers et des neiges de montagne, l'anomalie en élévation du niveau des océans et de leur acidification, la hausse en concentration du CO₂ atmosphérique, la recrudescence des sécheresses pluvieuses, la désertification accrue, les inondations fréquentes des terres fermes et les avènements ascendant en incendies forestières à différents endroits du globe terrestre (GIEC, 2013).

## II-Cadre mondial des changements climatiques en relation avec l'exploitation des ressources en eau en agriculture de productions végétales

Le facteur eau en sa qualité de composante fondamentale dans la nature, vu son rôle vital dans la survie et les activités humaines et animales, est soumis aux changements climatiques en augmentant le risque des tendances pour sa rareté récurrente (SPF, 2020). En effet, l'aspect pluviométrique est considéré un des maillons centraux des manifestations des changements climatiques, d'ores et déjà par sa variabilité irrégulière à différentes site de la planète; sachant que le changement était à moindre degré durant la période 1901-1951, mais dès l'année tournante de 1951, de fortes fluctuations anormales ont sévi sur le régime des pluies (GIEC, 2013).
### III-Variabilités agro-climatiques

Les variabilités agro-climatiques ont pour assise les deux paramètres de la pluviométrie et de la température. Ces derniers sont impliqués directement ou indirectement dans le cycle périodique de la reconstitution des ressources en eau mobilisables pour les cultures. En l'occurrence, ces aspects ont été abordés par de nombreux les travaux de la recherche et en développement, portant en principe sur des analyses de circonstances, sur des études d'évolutions spatio-temporelles et aussi sur des approches de projections du court au long terme dans l'option des changements climatiques (GIEC, 2007).

A ce propos, il est objet de rapporter implicitement, ci-après, les caractéristiques saillantes de ces aspects et plus particulièrement pour les zones de proximité à notre zone d'étude, le périmètre de Tadla qui relève du territoire marocain.

#### III-1-Variabilités et projections pluviométriques

##### III-1-1-Variabilité pluviométrique en zone afro-méditerranéenne

Au cours des dernières décennies, il a été constaté la recrudescence des sécheresses, surtout en zone des pays du Sahel durant la fin des années 1960. L'anomalie pluviométrique s'étendait encore jusqu'à intégrer l'Afrique de l'Ouest entre les décennies 1970 et 1980 (Paturel et al., 1997). Ceux-ci, s'expliquent par la mutation dans le régime des précipitations sur l'essentiel du continent africain et aux pays du bassin méditerranéen (OMM, 2001 ; GIEC, 2007 et 2013). La synthèse de ces manifestations climatiques au niveau de l'espace africain de l'Ouest et Sud méditerranéen est rapportée dans le Tableau 1

<caption>Tableau 1 : Caractérisation des changements climatiques dans l'espace
Sud de la Méditerranée et en Afrique de l'Ouest</caption>

(Source : GIEC, 2013)

<table><thead><tr><th rowspan="2">Région</th><th colspan="2">Fréquences des extrêmes de températures diurnes (jours chauds ou froids)</th><th colspan="2">Fréquences de fortes précipitations (pluie, neige)</th><th colspan="2">Fréquences de conditions des temps sec et de sécheresse</th></tr><tr><th>Observations</th><th>Projections</th><th>Observations</th><th>Projections</th><th>Observations</th><th>Projections</th></tr></thead><tbody><tr><td>Sud de la Méditerranée</td><td>Hausse pour les jours dans presque toute la région.<br>(baisse pour les jours froids)</td><td>Hausse très probable pour les jours chauds (baisse pour les jours froids)</td><td>Tendances incohérentes dans l'ensemble de la région et des études</td><td>Changements incohérents et variations régionales</td><td>Hausse générale pour le temps sec, hausse pour la méditerranée</td><td>Hausse pour le temps sec.<br>Hausse cohérente pour la sécheresse</td></tr><tr><td>Afrique de l'Ouest</td><td>Hausse significative pour la température du jour le plus chaud et du jour le plus froid dans certaines parties de la région</td><td>Hausse probable pour les jours chauds (baisse pour les jours froids)</td><td>Hausse pour l'intensité des pluies</td><td>Changement faible ou nul pour les indicateurs de fortes précipitations dans presque toute la région</td><td>Hausse probable mais sécheresse des années 70 dans le Sahel prédomine dans la tendance ; variation interannuelle plus fortes ces dernières années.</td><td>Signal incohérent</td></tr></tbody></table>
En effet, sur cet espace relevant de l'afro-méditerranéen, les fortes perturbations climatiques actuelles et projetées sont en majorité de hausse en fréquences des jours chauds et des sécheresses pluvieuses, avec plus en l'avènement de temps sec (Tableau 1).

### III-1-2-Tendance pluviométrique au Nord du bassin méditerranéen

Les précipitations acquièrent de plus en plus la tendance à la baisse au bassin méditerranéen, notamment en sa partie Est avec récentes fréquences plus élevées en des années de la sécheresse sévère, ce depuis les années 1960 et au taux de plus de 27% (Zaharia et al., 2012; Murarescu et al., 2017). Des similitudes sont relevées depuis les années 1980 au Centre-méditerranéen, plus précisément au Sud de l'Italie (Pulina, 2012; Baronetti et al., 2019), ainsi qu'au Sud de la France (Norrant et Douguéedroit, 2004) et en région espagnole de l'Andalousie (Ronchail et al., 2012).

### III-1-3-Tendance pluviométrique en Afrique de l'Ouest subsaharienne et aux pays du Sahel

En Afrique de l'Ouest et Centrale non sahélienne, la tendance pluviométrique avait évolué à la baisse depuis l'année de 1966 (Paturel et al., 1997; Gautier et al., 1998). Dans la partie Nord du bassin versant sénégalais, le même constat est attesté depuis l'année de 1969 (Faty et al., 2017). Au Centre et au pays du Sud de la Côte d'Ivoire, un tel avènement avait eu lieu à posteriori sur l'intervalle temps de 1968-1975 (Ahoussi et al., 2013; Fossou et al., 2015). Des irrégularités pluviométriques en question sont également décelée dans la zone géographique des pays du Sahel durant les décennies de 1970 et de 1980, tout en citant pour modèle représentatif du Sud tchadien, qui se démarquait par des années de sécheresses très sévères, restreintes à l'intervalle temps de 1980-1987 (Bedoum et al., 2014).

### III-1-4-Tendances pluviométriques aux pays du Maghreb

Au niveau des pays du Maghreb en ciblant l'espace algérien, la tendance à la diminution des précipitations annuelles est dans le sens de la diminution, vu qu'au Nord-Ouest de cette zone les pluies sont une allure de régression dès l'année de 1975 avec réduction pluviométrique de 27% (Ghenim et al., 2010). Dans la partie Nord-Est, ont été constatées des ruptures chronologiques sur les précipitations annuelles entre les années de 1982 et 1984, notamment sur le bassin versant de Seybouse (Medjerab et Henia, 2011; Taibi et al., 2013; Balah et Amarchi, 2016).

Aussi, sur le territoire marocain, il y avait eu lieu tendance de la forte variabilité dans les précipitations au cours de la période de 1970-2010, comportant deux sous-périodes distinctes et caractérisées par d'extrêmes déficits pluviométriques, à savoir entre 1980 à 1985 et entre 1990 et 1995 (Driouech, 2010).
Au Maroc septentrional, il a été décelé trois phases pluviométriques : une phase déficitaire d'avant l'année de 1956, une phase normale en période de 1956-1970 et une phase déficitaire au-delà des années 1970. Durant la dernière phase, il est identifié des ruptures chronologiques entre les années de 1972 et 1979, le taux de réduction pluviométrique inter-périodes après les ruptures est de 8% à 15 % (Sebbar et al., 2011).

Au Centre du Maroc, la réduction des précipitations annuelles atteint le taux de 19% après la rupture chronologique de 1975, avec exception du rayon géographique plus réduit aux alentours de la ville côtière de Safi, située sur l'océan atlantique et où le sens de la tendance a été inversé avec l'élévation pour le cumul annuel des pluies (Sebbar et al., 2012).

En se positionnant au Centre-Est du Maroc, avec pour repère la zone du Tafilalt, l'évolution des précipitations annuelles montre aussi la tendance à la baisse, voire même qu'il a été mis en évidence des cycles d'alternances pluviométriques, entre des années plus humides et des années plus sèches (El Khoudri et Damnati, 2015).

Au Maroc oriental, où il a été pris comme référence le bassin versant d'Isly, les précipitations annuelles se caractérisent par deux périodes proéminentes, une période avec une série d'années relativement pluvieuses marquant la décennie de 1970-1980, suivie de l'autre période de 1981-2016 à caractère pluvieux très irrégulier, mais interposées par une alternance en années de sècheresse et en années relativement pluvieuses (El Hafid et al., 2017).

A un niveau plus restreint sur le territoire marocain, concernant la délimitation du bassin hydraulique d'Oum Er Rbia, abritant notre zone d'étude, la tendance du régime des précipitations s'apparente à ce qui a été cité précédemment rapporté avec une allure de la diminution pluviométrique dès la moitié des années 1970 (Jouilili et al., 2013). Il est rapporté sur ce bassin hydraulique la mise en évidence de ruptures temporelles pluviométriques entre les années de 1972 à 1980 sur période d'observations de 1935-2004 (Sebbar et al., 2011). Fait encore qui a été confirmé sur la partie de l'extrême Est de ce bassin hydraulique sur période observée de 1969-2015 et où les ruptures pluvieuses chronologiques se concentraient sur l'intervalle temps de 1977-2006 (Krimissa, 2017).

### III-1-5-Variabilité des précipitations en des périodicités intra-annuelles

Les tendances pluviométriques des périodicités intra-annuelles se caractérisent selon les quatre variantes suivantes:
**+Variante 1 : Les mois de l'année les plus vulnérables aux modifications pluviométriques**

Sur large étendue de la face atlantique marocaine, avec ses différentes zones bioclimatiques, allant du sub-humide au Nord à l'aride et saharien au Sud, il a été décelé durant la phase de l'après-rupture chronologique pluviométrique à partir de la moitié des années 1970, que la tendance est dans le sens de la baisse pour les cumuls mensuels des pluies interceptées entre Mars et Juin. Par ailleurs, en zone bioclimatique aride au Sud du Maroc, la diminution des pluies porte sur les mois de l'intervalle Décembre-Mai (Hanchane, 2013).

+ Variante 2 : Deux saisons de l'année vulnérables à la fois

Sur l'espace algérien, il est remarqué au Centre et au Nord-Ouest dès 1976, une diminution de la pluviométrie aux deux saisons d'automne et d'hivers ou bien sont concernées en duo les deux saisons d'hivers et du printemps ; alors que la région Est-Centre demeure sans aucune variation pluviométrique saisonnière significative (Touhami, 2017). Il est à noter que pour l'ensemble du territoire marocain que les fluctuations dans le temps des précipitations de deux saisons de l'année prises en conjoint sont à caractère irrégulier (Driouech, 2010 ; Sebbar, 2012 ; Hanchane, 2013).

+ Variante 3 : Trois saisons vulnérables à la fois

Sur l'intégralité de l'espace marocain, à partir des années 1980, la diminution pluviométrique saisonnière touche les saisons de l'hivers étendu (4 à 5 mois) et aussi du printemps, ce qui impacte en conséquence la pluviométrie de toute l'année (Driouech, 2010). Avec la focalisation sur les régions marocaines du Centre, où la rupture pluviométrique chronologique avait survenu en l'année de 1975, le déclin dans l'importance des précipitations est de plus en plus saillant aux saisons d'hivers et du printemps, voire légèrement dans le sens inverse à la hausse en la saison d'automne (Sebbar, 2012).

+ Variante 4 : Toutes les périodicités vulnérables (annuelles, saisonnières, mensuelles)

En zone magrébine, suite à l'année repère de 1975, toutes les périodicités de l'année prises au singulier ou de manière confondue, sont sujettes à la baisse progressive de la pluviométrie (Hebal et Remini, 2012).

III-1-6-Régionalisation et cartographie spatio-temporelle des tendances de précipitations

En vue de la caractérisation spatio-temporelle des tendances des précipitations périodiques, il est
objet du recours à des méthodes plus affinées telles les « analyses statistiques multivariées »,
dont la plus usuelle est la méthode par « analyse en composantes principales (ACP) » (Paturel et
al. ; 1997).
Dans un objectif de prendre connaissance des tendances spatio-temporelles pluviométriques en des espaces géographiques de proximité, y compris notre propre zone d'étude, il est question d'apporter ci-après la revue des principaux résultats des travaux de recherche en la matière.

## -Espace Nord-bassin méditerranéen

La méthode ACP a permis de mettre en évidence que sur la rive Nord méditerranéenne au Sud de la France en région d'Ardèche de deux zones pluviométriques homogènes sur la période d'observations de 1960-1992 (Laurent, 1995). Au Sud-Est français, en aval du fleuve Rhône sur la période de 1955-2000, il est identifié trois zones à régimes différents des pluies (Norrant et Douguéedroit, 2004). Aussi par le recours à la même méthode ACP, il est décelé dix principales sous-périodes marquées par la sécheresse pluviométrique avec deux gradients géographiques croisés du dessèchement pluvieux : un évolue du Nord au Sud et l'autre de l'Est vers l'Ouest au niveau de la vaste plaine du fleuve PO, située en Italie septentrionale pour la période d'observations de 1965-2017 (Baronetti et al., 2019).

## -Espace d'Afrique occidentale

Il est révélé par la méthode ACP sur support cartographique spatio-temporel des précipitations annuelles en Afrique de l'Ouest et en Afrique Centrale non sahélienne sur la période étudiée de 1936-1996, la mise en exergue de trois périodes pluviométriques distinctes à savoir : une déficitaire, une excédentaire et une très déficitaire pour des intervalles temps respectifs de 1936-1950, de 1951-1968 et de 1969-1996, avec avènement de rupture dans la chronologie des pluies au début des années 1980 (Paturel et al., 1997). Ceci a été bien confirmé par plusieurs auteurs à différentes zones de l'Ouest africain (Gautier et al., 1998 ; Khodja et al., 1998 ; Koudou, 2015).

Il est rapporté aussi que pour le procédé de l'ACP, il y a possibilité d'identifier tout déplacement significatif sur carte des isohyètes en rapport avec la variabilité pluviométrique spatio-temporelle ; un cas échéant est rapporté sur l'espace ivoirien sur la partie Sud agro-forestière de la région d'Abidjan-Agboville, où après la rupture pluviométrique au début des années 1970 sur la période observée de 1923-2000, il a été cartographié la disparition de deux principaux isohyètes de 2300 mm/an et de 2200 mm/an, lesquels existaient auparavant en période de 1950-1959 ; par ailleurs, il y a l'apparition d'un nouvel isohyète de 1500 mm/an spécifique en phase suivante de 1990-1999 (Ahoussi et al., 2013).
Dans l'espace des pays maghrébins, le déclin dans l'intensité des pluies est effectivement constaté pour les quatre saisons de l'année et ce depuis quatre dernières décennies (Hebal et Remini, 2012 ; Touhami, 2017).

Sur le territoire algérien, il est élucidé par la méthode ACP que les pluies s'intensifient avec l'altitude et elles diminuent au sens Est-Ouest tout en s'éloignant du littoral maritime (Hebal et Remini, 2012). Après la rupture dans la cadence de pluie en l'année 1970 au Nord algérien, il est cerné par la méthode d'analyses multivariées six régions pluviométriques homogènes (Taibi, 2013) et au Nord-Ouest sur le bassin versant de la MACTA de quatre groupements régionaux pluvieux (Chibane et al., 2015).

Le territoire marocain a été doté en 2013 d'une carte SIG, conçue avec l'appui de la méthode de l'ACP en illustrant géographiquement la répartition du taux de la réduction des précipitations après la rupture en tendance pluviométrique, survenue en fin des années 1970 (Sebbar et al., 2013).

Aussi à travers une autre carte SIG sur les précipitations annuelles en espace marocain, élaborée par soutien de la méthode de Krigeage, il est visualisé l'extension spatiale des zones bioclimatiques semi-arides et à l'inverse le rétrécissement des zones à climat sub-humide sur période d'observation de 1980-2015 (El Ajhar et al., 2018), ce qui s'explique par l'effet du gradient spatio-temporel du dessèchement pluvieux dans le sens Sud-Nord marocain (Driouech, 2010).

Au Centre du Maroc, aux niveaux des plaines atlantiques, il a été également cartographié selon la méthode ACP avec rotation des groupements spatiaux des tendances pluviométriques au nombre de cinq (Sebbar et al., 2012). Au niveau du bassin hydraulique du Tensift, il a été repéré par la méthode des « analyses statistiques multivariées » des régions pluviométriques homogènes au nombre de quatre suite à la rupture chronologique du régime des pluies sur intervalle de 1989 - 2003 à l'issue de la période d'observations de 1961 à 2003 (Salama, 2010).

Quant à la régionalisation de la tendance des précipitations pour les périodicités intra-annuelles sur l'espace marocain, il est élucidé par la méthode de l'ACP des diminutions spatio-temporelles significatives pour les cumuls pluviométriques aux saisons d'hivers et du printemps. A l'opposée en saison d'automne et à différentes régions, les précipitations suivent une allure à la hausse (Driouech, 2010). Au pas mensuel aux régions continentales de la face atlantique du Maroc, le niveau de la pluie chute aux mois deux mois de Mars et de Juin (Hanchane, 2013).
A l'échelle du bassin d'hydraulique Oum Er Rbia, il est montré sur cartes SIG pour les répartitions périodiques des précipitations de l'année que les pluviométries aux trois saisons d'automne, d'hivers et du printemps sont dans le sens de la diminution graduelle depuis la fin des années 1970 (Driouech, 2010). Ceci a été aussi rapporté sur la partie Est pour ce bassin hydraulique depuis le début des années 1980 (Krimissa et al., 2017). En effet, le périmètre du Tadla (zone d'étude) le positionnement actuel sur carte est entre les isohyètes de 300 et de 400 mm/an (Sebbar, 2013 ; Daki et al., 2016).

### III-1-7-Impacts de la variabilité pluviométrique sur la nappe d'eau souterraine

#### -Relation pluviométrie-hydrologies au bassin méditerranéen

Au pourtour méditerranéen, les précipitations sont considérées plus conséquentes sur les réserves mobilisables d'eau à partir de la nappe souterraine, surtout à des fins de l'irrigation des cultures. Ainsi, il est rapporté pour la région de référence de l'Andalousie au Sud de l'Espagne les retombées négatives de la forte fréquence des années de sécheresse dès le début des années 1980, se traduisent par le pompage abusif à partir des eaux souterraines, évalué à de plus de 40% du potentiel renouvelable de cette nappe, susceptible d'atteindre le maximum de 170 % de ce potentiel hydrologique; une telle circonstance a été jugée défavorable pour le sort de l'exploitation des plantations oléicoles de la Province de Jaén, laquelle abrite une des plus importantes zones d'oliviers à l'échelle mondiale (Ronchail et al., 2012).

#### -Relation pluviométrie-hydrologie en Afrique de l'Ouest

Les ressources en eau de surface dans les bassins versants de l'Afrique de l'Ouest et Centrale sont très impactées par les niveaux des pluies. Il en est de même au territoire sénégalais, notamment au niveau du haut-bassin versant du fleuve Sénégal depuis la fin des années 1970 (Cisse et al., 2014 ; Bodian et al., 2011 ; Faty et al., 2017). Ce qui est également relevé dès l'année de 1968 au Sud-ivoirien, en région agricole d'Abidjan-Agboville, desservie par la rivière Agnéby dont le déficit d'écoulement atteint le taux de 41,3 % (Ahoussi et al., 2013). Ainsi qu'au niveau de la partie Nord-ivoirien entre les années 1970 et 1980 sur le bassin versant agricole de Bandama-Blanc, qui est arrosé par l'important fleuve Bandama (Yaof et al., 2018).

Les réserves en eau souterraines sur le continent africain, sont désormais plus affectées par l'importance des pluies, comme le cas pour le potentiel acquière de la région Abidjan-Agboville en Côte d'Ivoire ; en effet, à partir de l'année 1968, le coefficient de tarissement d'eau passerait de 0,07 à 0,08/jour, correspondant à la baisse en volume d'eau mobilisable de 59,5 % (Ahoussi et al., 2013).
Par ailleurs, au Centre-Est du pays ivoirien la baisse de la pluviométrie annuelle qui est évaluée de 10 à 18 %, en phase de l'après rupture chronologique sur le régime des pluies entre les années 1968 et 1975, induit à posteriori la réduction de 19 à 33% sur les lames d'eau infiltrées dans la nappe souterraine, affectant par conséquent le pompage d'eau très utile à des fins agricoles (Fossou et al., 2015). De telles circonstances de cause-à-effet de la relation pluie-eau de nappe sont aussi extrapolables pour la zone vulnérable des pays du Sahel (Bedoum et al., 2014).

Les eaux douces du continent africain, notamment pour les cours d'eau, les lacs et les étangs qui se retrouvent indirectement impactées par les tendances de la diminution croissante des précipitations au cours des dernières décennies (Thieme et al., 2010).

## -Relation pluviométrie-hydrologie aux pays du Maghreb

Sur l'espace tunisien, il a été établi le modèle de flux des eaux souterraines pour la région agricole potentielle du Cap Bon, située au Nord-Est du bassin versant du fleuve Oued Lebnil, où la nappe phréatique de l'aquifère Korba, en une année à pluviométrie normale d'une moyenne de 473 mm/an est alimentée par le débit global d'infiltration d'eau au sous-sol à hauteur de 36 mm/an (Gaaloul et Laignel, 2012). Sur ce même espace agricole, l'exploitation de l'eau de la nappe souterraine est devenue plus abusive depuis l'année tournante de 1959, avec une chute du niveau piézométrique de 5 à 6 mètres selon les localités (Ferchichi, 2017). En Tunisie centrale, pour le bassin versant de Regueb à climat aride, il a été projeté à l'horizon de l'an 2060, si aucune mesure de redressement ne serait prise, qu'il aurait une hausse en prélèvement d'eau sur la nappe souterraine pour un volume d'eau de 2 millions m3/mois par rapport à la situation actuelle, ce qui correspondrait à un épuisement de cette nappe de 70% (Guermazi et al., 2018).

Au niveau de l'espace algérien, spécialement au Nord-Ouest, la baisse dans les précipitations plus effective depuis l'année de 1975 à une réduction de 27% au bassin versant d'Oued Tafna se corrèle bien avec la diminution de l'écoulement fluvial de 69% (Ghenim et al., 2010). En zone Nord-Est tunisien la tendance est similaire sur le réseau hydrologique de surface, plus tributaire aux pluies interceptées par le bassin versant de Seybousse (Mrad et al., 2012).

Sur le territoire marocain, d'étendues espaces agricoles potentielles deviennent plus vulnérables à la pénurie en ressources d'eau, tel le cas de la plaine du Gharb où la nappe côtière souterraine d'eau est en un état d'épuisement croissant à partir de l'année 1984 (Hadjout et Larfi, 2012). Ce qui a été aussi constaté au niveau de la plaine du Chaouia, où son aquifère principal est nettement impacté depuis l'année de 2011 (Najib et al., 2018). Ce qui est également signalé pour le périmètre du Haouz en présence d'année relativement sèche, tel le cas en campagne agricole
de référence de 2004/2005 à pluviométrie de 125 mm et la nappe d'eau souterraine subit en conséquence un déstockage massif en eau évalué, évalué à 450 millions de m3/an, contre la situation inverse en campagne pluvieuse ultérieure de 2008/2009 à 355 mm et où l'approvisionnement soutenu de l'aquifère engendre par effet la remontée de la nappe d'eau au sens de surface du sol (Tanouti, 2017).

Le bassin hydraulique d'Oum Er Rbia dispose d'importants ressources en eaux souterraines, qui sont plus concentrées en sa partie Est, y compris pour le périmètre du Tadla (zone d'étude), lesquelles sont plus impactées par les aléas pluviométriques au cours des dernières décennies ; dont les caractéristiques hydrologiques se différentient d'une manière distincte pour les deux zones des Béni et qui se présentent comme suit (Hammani, 2006 ; Roerink et al., 2009 ; Oustou, 2015) :

## Zone hydraulique des Béni Moussa :

L'équilibre de flux hydrologique de la nappe des Béni Moussa n'avait été maintenu que sur une courte période de 1991 à 1996. Depuis lors, la péréquation du bilan hydrologique de la nappe avait évolué dans le sens de la reconstitution des réserves en eaux souterraines pour atteindre le volume maximum de 400 millions de m3/an entre les années 2000 et 2003. Ceci trouve explication à la forte augmentation du drainage de l'eau résiduelle des apports en eaux de surface destinées à l'irrigation des cultures, ayant pour origine le Barrage hydraulique de Bin El Ouidane, comme parmi les mesures de la compensation à la baisse annuelle des ressources d'eau pluviale (Hammani, 2006).

## Zone hydraulique des Béni Amir :

La réserve en eau de la nappe souterraine a pour tendance l'augmentation graduelle depuis l'année de référence de 1992. Cette évolution positive d'un bilan hydrologique se poursuivait jusqu'au début de l'année 2001, pour atteindre le point culminant au volume de 250 Millions de m3/an. Suite à cette date, il y avait eu une tendance à la baisse pluviométrique annuelle, pourtant le stock hydrique de la nappe a été maintenu à l'issue du drainage afférent aux apports de complément en eau d'irrigation des cultures, originaire l'eau de surface à partir du Barrage Hydraulique El Hansali (Hammani, 2006).

En globalité pour le périmètre de Tadla, Il est signalé, que le pompage d'eau via la nappe souterraine contribue au taux de 35 % dans la mobilisation des eaux pour l'irrigation des cultures. Ce constat a été le résultat du suivi-évaluation à distance par technique de la télédétection de l'exploitation des ressources en eaux de la nappe d'eau à des fins agricoles. Cette méthode faisait recours au modèle par l'algorithme SSEBI (Simplified Surface Energy
*Balance Index*), qui quantifiant régulièrement le bilan énergétique en surface terrestre à travers le traitement d'images satellitaires « MODIS » (Roerink et al., 2009).

### III-1-8-Approche des projections pluviométriques

Les projections pluviométriques à l'horizon 2021-2050 pour le territoire marocain, évoquent la réduction des précipitations annuelles sur l'intervalle de (-) 0,04 à (-) 0,43 mm/jour en fonction des régions, en se référant à la méthode usuelle par le Modèle de la Circulation Globale ARPEGE-Climate (MCGAC). Sur un espace plus restreint se rapportant aux régions de Marrakech et de Casablanca (de proximité au périmètre du Tadla, zone d'étude), les prévisions respectives de la baisse pluviométrique sont de (-) 0,09 et de (-) 0,18 mm/jour avec la même méthode MCGAC (Driouech et al., 2010).

Aussi, on prévoit pour l'espace marocain, en se référant au 5ème rapport du GIEC que la baisse des précipitations annuelles aux horizons 2030, 2050 et 2080 en des taux respectifs de la réduction pluviométrique de 14%, de 13 à 30% et de 21 à 36% (GIEC, 2013). Sur une délimitation géographique plus réduite à la partie Nord du Maroc, les projections aux horizons 2045 et 2075, sont également orientées vers la baisse des précipitations, moyennant le procédé du GIEC qui fait usage aux deux scénarii : l'un plus optimiste « B2 » et l'autre moyennement optimiste « A1B » (El Jihad et al. 2014). Le détail de ces prédictions est porté au Tableau 2.

<caption>Tableau 2 : Projections des précipitations au Nord du Maroc à différents horizons du 21ème siècle</caption>

(Source : Royaume du Maroc (2010), citée par EL JIHAD et al. (2014)).

<table><thead><tr><th>Horizon de projection</th><th colspan="2">Horizon 2045</th><th colspan="2">Horizon 2075</th></tr><tr><th>Scenario</th><th>A1B(*)</th><th>B2(**)</th><th>A1B</th><th>B2</th></tr></thead><tbody><tr><td>Précipitations annuelles en mm</td><td>623</td><td>634</td><td>567</td><td>589</td></tr><tr><td>(Ecarts en mm)</td><td>(+97)</td><td>(+86)</td><td>(+153)</td><td>(+131)</td></tr></tbody></table>

NB : (*) : A1B, scénario médian, (**): B2, scénario optimiste.

La modélisation des disponibilités hydriques en fonction des précipitations futures probables dans la zone de l'Afrique du Nord, y compris le territoire du Maroc, aboutit à la prédiction à l'horizon de l'an 2050 de l'accroissement de la pénurie d'eau au taux de 22% (GIEC, 2013).

Les projections de tendance pour les paramètres agro-climatiques pertinents de l'espace marocain, qui sont en rapport avec l'exploitation des ressources en eau par les cultures et la gestion du domaine forestier, sont susceptibles en procédant par le système MOSAICC. Ce système a été conçu en tenant compte des changements climatiques ; il comporte, en outre, ses cinq modèles prospectifs suivants (FAO et INRA-Maroc, 2015) :
-Modèle climatique : Il permet des projections climatiques par la réduction d'échelle et à travers des interpolations statistiques sur les données initiales du climat actuel, en s'intéressant aux paramètres agro-climatiques clés : les températures (minimale et maximale), les précipitations et l'évapo-transpiration de référence.

-Modèle agronomique : Il est simulé la croissance et le développement pour un nombre de cultures, dont les résultats se rapportent à leur bilan hydrique et aux niveaux de leur satisfaction en approvisionnement en eau selon les stades physiologiques du cycle cultural.

-Modèle hydrologique : Il confère l'estimation du ruissellement sur les rivières des bassins hydrologiques, en exploitant les données produites par le modèle climatique précité.

-Modèle économique : Il accomplit la simulation des impacts des variations agro-économiques, en réponse des rendements des cultures aux changements climatiques.

-Modèle forestier : Il vise l'évaluation des impacts des changements climatiques sur les dynamiques forestières aux niveaux régional et national.

### III-2-Variabilité et projections thermiques

#### III-2-1-Tendance spatio-temporelle thermique

Les enregistrements de la température de l'air à l'échelle mondiale ont été adoptés officiellement par différents pays depuis le début du 19ème siècle, dont la courbe d'évolution est présentée à la Figure 1.

<figure><img src="image_1.png" /><figcaption>Figure 1 : Evolution mondiale de la variation thermique sur la période de 1880-2019</figcaption></figure>

(Source : Lenssen et al., 2019)

L'anomalie thermique de l'air à l'échelle planétaire qui a été déjà déclenchée depuis les années 1940, s'est manifestée depuis les années 1980 par la forte cadence d'augmentation de la température, pour attendre actuellement l'écart moyen annuel positif de 1 à 2 °C (Figure 1).

Pour l'espace marocain, on a décelé deux périodes thermiques contrastées: Une période de 1961-1972 avec un refroidissement moyen de -1°C et une période dès l'année de 1972 avec le
réchauffement atmosphérique, évalué au pas de la décennie de 0,2°C à 0,4°C (Driouech, 2010). Ceci reste conforme à la circonstance planétaire, ayant marqué la période de 1975-2005 par des écarts thermiques ascendants de 0,3° à 0,5 °C (Stour et Agoumi, 2008). Au Centre-Ouest marocain, sur zone témoin de la région de Casablanca-Settat où la rupture chronologique de la tendance thermique est en l'année 1994, les écarts moyens thermiques entre les deux périodes contrastées de 1980-1994 et de 1995-2015 sont aux niveaux suivants : A un maximum de 0,56 °C (0,41 à 0,79 °C), à un minimum de 0,86 °C (0,09 à 1,29 °C) et à une valeur moyenne de la différence de 0,71°C (0,44 à 0,89 °C) (Ouattab et al., 2019).

Aussi, sur le territoire marocain, il est relevé au niveau du Centre-Est et notamment en région repère de Tafilalt, au cours de la période d'observations de 1982-2007, que le gradient thermique spatio-temporel est en augmentation annuelle pour une moyenne de 0,03°C/an (El Khoudri et Damnati, 2015). Egalement, au Maroc oriental, sur zone référence du bassin versant d'Isly, la température de l'air augmente selon le taux moyen de +0,45% par décennie dès l'année de 1970, soit un l'écart thermique cumulatif de 2,1 °C sur durée de 47 ans en période étudiée de 1970-2016 (El Hafid et al., 2017).

A propos de la zone du bassin hydraulique Oum Er Rbia, qui intègre la zone d'étude, sa caractérisation thermique est rapportée au Tableau 3.

<caption>Tableau 3 : Caractéristiques thermiques de la zone du bassin hydraulique Oum Er Rbia (Maroc)</caption>

(Période 1985-2007 ; source : Jouilili et al., 2013)

<table><thead><tr><th>Zone</th><th>Température moyenne (°C)</th><th>Médiane de température (°C)</th><th>Température maximale (°C)</th><th>Température minimale (°C)</th><th>Coefficient de variation (%)</th><th>Coefficient d'asymétrie (%)</th><th>Etendue thermique (°C)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Bassin Hydraulique Oum Er Rbia</td><td>18,5 à 21,4</td><td>18,2 à 22,3</td><td>23,2 à 33,7</td><td>17,2 à 20,2</td><td>6,5 à 13,9</td><td>1,1 à 3,5</td><td>5,2 à 13,5</td></tr><tr><td>Station météorologique de Béni Mellal</td><td>21,4</td><td>21,3</td><td>25,6</td><td>17,6</td><td>8,7</td><td>3,5</td><td>8,0</td></tr><tr><td>Station météorologique de Kasba Tadla</td><td>19,1</td><td>18,9</td><td>23,1</td><td>18,1</td><td>5,1</td><td>3,1</td><td>5,2</td></tr></tbody></table>

En effet, le bassin hydraulique Oum Er Rbia se caractérise par une dissymétrie de l'intervalle thermique, avec un important écart entre le minimum et le maximum de la température évalué de 5 à 13,5 °C, dont le coefficient de la variation interannuelle est élevé et qui atteint 6,5% à 13,9 % (Tableau 3). La température moyenne en cette zone est dans une tendance d'augmentation avec l'écart thermique ascendant est d'une moyenne annuelle de 0,13°C sur la période de 1985-2007 (Jouilili et al., 2013).
### III-2-2-Tendance thermique pour les périodicités intra-annuelles

La variabilité thermique pour les périodicités de l'année est déterminée sur un large espace du Centre-Ouest du Maroc sur longue période de 1935-2009, les valeurs moyennes de la hausse de la température par saison et pour toute l'année sont les suivantes (Sebbar et al., 2012 :

- Hivers : 1,2 °C.

- Eté : 1,4 °C.

-Automne : 0,4 °C.

-Printemps : 0,7 °C.

-Année entière : 1,0 °C

### III-2-3-Projections de l'évolution de la température de l'air

Les projections en tendance de la température à la surface du sol sont indiquées ci-après pour des espaces géographiques de proximité ou qui concernent le territoire marocain.

#### -Projections thermiques en Afrique de l'Ouest

En Afrique de l'Ouest, il a été pris pour référence l'espace nordique du pays de la Côte d'Ivoire, avec focalisation sur la zone du bassin versant agricole de Bandama-Blanc. A ce niveau, la température moyenne annuelle est de 26,4°C pour la période de 1950-1982 et qui passe après la rupture chronologique thermique de l'année 1982 à la valeur supérieure de 27 °C. En effet, que d'une manière corrélative l'indice standardisé de la température a évolué en allant de valeurs oscillante sur la fourchette de 0 à 1 vers des valeurs plus proches de la valeur de 1 (Yao et al., 2018).

#### - Projections thermiques en Afrique du Nord

En Afrique du Nord, en prenant comme espace référentiel le centre continental tunisien avec pour zone d'étude le bassin versant Regueb, les prédictions thermiques à l'horizon de 2036-2065 par la méthode du scénario prospective RCP 4.5 (Thompson et al., 2011), donnent des écarts positifs pour les quatre saisons de l'année, notamment (Guermazi et al., 2018) : En automne de 1,1 °C à 1,3 °C ; en hivers de 1,2°C à 1,6 °C ; au printemps de 0,8°C à +1,9 °C et en été de 1,6 °C à +2,5 °C.

#### - Projections thermique au territoire marocain

A l'échelle de l'espace global marocain, il est projeté selon le 5ème rapport du GIEC qu'un réchauffement d'atmosphère serait inéluctable aux horizons 2030, 2050 et 2080 ; à des écarts respectifs ascendants de : 1,1°C à 1,8 °C; 2,3°C à 2,9°C et 3,2 °C à 4,1 °C (GIEC, 2013).
Quant à la partie marocaine du Nord, les projections futures thermiques aux horizons des années de 2045 et 2075, prétendent respectivement des écarts positifs de 1,7 °C et de 2,6 °C à +3,1 °C, déterminés par le modèle climatique MAGICC, opérationnalisé par l'algorithme de régionalisation SCENGEN dans le cadre de l'enveloppe des scénarii SRES (GIEC, 2001). Par ailleurs, les principales données des projections thermiques de la région marocaine du Gharb (El Jihad et al., 2014), sont consignées au Tableau 4.

<caption>Tableau 4 : Projections des températures au Nord du Maroc selon le modèle climatique MAGICC afférent au GIEC</caption>

(Sources : GIEC, 2001 ; El Jihad et al., 2014).

<table><thead><tr><th rowspan="2">Horizon de projection</th><th colspan="2">Horizon 2045</th><th colspan="2">Horizon 2075</th></tr><tr><th>A1B*</th><th>B2**</th><th>A1B*</th><th>B2**</th></tr></thead><tbody><tr><td>Températures annuelles moyennes projetées (°C)</td><td>21</td><td>21</td><td>22,4</td><td>21,9</td></tr><tr><td>(Ecarts en °C)</td><td>(+1,7)</td><td>(+1,7)</td><td>(+3,1)</td><td>(+2,6)</td></tr></tbody></table>

NB : (*) : A1B, scénario médian, (**) : B2, scénario optimiste.

Pour la région de Casablanca-Settat, la projection de l'écart thermique de l'air ambiant à l'horizon de l'an 2100 est dans l'intervalle de 0,15 °C à +1,00 °C, en partant de situation de départ en année de 2019, selon le modèle de la « Circulation Générale Canadienne MCCG3 » (Ouattab et al, 2019). Ceci s'avère similaire par rapport à une autre prédiction thermique pour la même région, moyennant une autre méthode par la régression de tendance sur base de données de la période d'observations de 1980-2015 (Ouattab et al., 2019).

### III-3-Variabilité et projections de l'évapo-transpiration

#### III-3-1-Définitions des évapotranspirations usuelles : maximale, de référence et réelle

La notion de l'évapo-transpiration consiste à l'association de l'évaporation de l'eau à partir du sol d'une part avec la transpiration des plantes d'autre part; elle est étroitement liée à la nature du matériel végétal et aux conditions environnementales du milieu. En l'occurrence, il existe différents types d'évapo-transpiration des végétaux (Doorebos et Pruitt, 1977; Doorebos et Kassam, 1979; Alien et al. 1998). Les plus usuelles d'entre-elles sont rapportées ci-après.

##### -Evapo-transpiration maximale

L'évapo-transpiration maximale (ETM) est la quantité d'eau exigée sur une surface occupée par des végétaux, nécessaire pour accomplir leur croissance et leur développement sans aucune restriction hydrique ; en cas de culture conventionnelle, la satisfaction normale conditionne en fin du compte le rendement agronomique optimal (Doorebos et Pruitt, 1977; Doorebos et Kassam, 1979).
-Evapo-transpiration de référence

L'évapo-transpiration de référence (ETo) est le volume d'eau nécessaire pour une surface emblavée par une culture de référence, le plus fréquemment est utilisé le gazon vert en remplissant les conditions suivantes : ayant une hauteur uniforme de 8 à 15 cm, poussant activement, dans un état saint, végétation ombrant complétement le sol et la culture ne manquant pas d'eau. Autres cultures de référence sont d'usage à caractère herbacé à savoir la luzerne, le maïs, le sorgho, l'orge et les blés. La détermination de cette évapo-transpiration spéciale se fait par des mesures directes in situ sur l'espace occupée par la culture de référence ou bien indirectement par des calculs avec des formules mathématiques de la modélisation des paramètres climatiques du milieu d'observation. A ce propos, il y a une multitude de méthodes employées selon la circonstance d'usage, les moyens à disposition et aussi la fiabilité escomptée des résultats ; le procédé le plus utilisée est la méthode de Penman-Monteith (Alien et al. 1998).

-Evapo-transpiration réelle

L'évapo-transpiration réelle (ETR) consiste en une demande en eau de la surface d'un couvert végétal, en vue de ne satisfaire que partiellement ses nécessités hydriques. En effet, ce volume d'eau qui est à ponctionner à partir du sol du tapis végétal, ne constitue qu'une portion réduite de l'évapo-transpiration maximale (ETM). Dans ce cas, il est considéré les deux situations différentes suivantes (Doorebos et Kassam, 1979 ; Alien et al. 1998):

-En situation normale avec les disponibilités suffisantes en eau pour le végétal qui permettent de satisfaire ces besoins d'une manière optimale ; dans ce cas la formule mathématique relationnelle correspondante est la suivante : ETR=ETM.

-En situation anormale, référenciée par le comportement de « déficit hydrique », les besoins requis en eau de la culture ne sont couverts que par l'existant au sol en eau en des quantités moins suffisantes par rapport à l'optimum du végétal. En cas de rareté accentuée dans les disponibilités d'eau relativement, susceptible de porter préjudice aux plantes, ces dernières se trouvent dans la contrainte de se contenter de l'existant en eau. Par conséquent, la formule mathématique relationnelle devient alors : ETR <ETM.

-Relation entre l'évapo-transpiration maximale et l'évapo-transpiration de référence.

Il est défini une relation entre l'évapo-transpiration maximale et l'évapo-transpiration de référence, en faisant intervenir un coefficient cultural (Kc). Ce coefficient qui est obtenu empiriquement, est tributaire à la nature de la culture, à son stade de développement, dans une certaine mesure à la vitesse du vent et à l'humidité du milieu. Dans la plupart des cas le Kc passe d'une valeur faible au
stade initial du végétal, à une valeur maximale à l'apogée du développement des plantes, puis à
nouveau ce coefficient décline au fur et à mesure de l'avancement de la plante considérée vers sa
mâturité ultime. La formule mathématique relationnelle est exprimée ainsi (Doorebos et Pruitt,
1977; Doorebos et Kassam, 1979 ; Alien et al. 1998) :

$$
\text{ETM} = K_c \times \text{ET}_0 \qquad (1) \text{ « Numéro ordre de la formule sur le document »}
$$

Avec : ETM : Evapo-transpiration maximale ;

$K_c$ : Coefficient cultural ; et

$ET_0$ : Evapo-transpiration de référence.

III-3-2-Caractérisation de l'évapotranspiration de culture

-Caractérisation de l'évapotranspiration de culture en zone maghrébine

En espace géographique des pays du Maghreb, la caractéristique de l'évapo-transpiration du couvert végétal en milieu naturel ou sur sol cultivé sous le régime pluvial est évaluée en se rapportant à la référence de la région agricole potentielle du Cap Bon, située au Nord-Est de la Tunisie sur la rive Sud-méditerranéenne. La méthode consiste à des modulations des besoins en eau des végétaux repères en fonction de leurs exigences optimales en eau, appuyées indirectement par des méthodes climatiques, avec tabulation sur données journalières des précipitations. En fonction du niveau pluviométrique de l'année, on aboutit aux cas de figures suivants (Hajri, 2006) :

* <u>Cas 1</u> : Année à pluviométrie normale (année avec des précipitations moyennes)

+ET₀ annuelle est de 1 200 à 1 500 mm, dont 40% relève de la saison d'été.

+ETM annuelle est de 700 à 830 mm, avec taux de 45% réalisé en la saison d'été et le pic mensuel est atteint au mois de Juillet pour valeur aux alentours de 120 mm.

+ETR annuelle se réduit à 400 mm, avec la portion de 40% se récupère par la pluie (P) ; la part de 40% incombe à la saison du printemps. La valeur la plus élevée du ratio ETR/P est enregistrée au mois d'Avril à 1,6 (la fraction correspondante = 8/5).

* <u>Cas 2</u> : Année sèche en pluviométrie (campagne de référence de 1987/1988)

+ETM annuelle reste au même ordre de 780 mm/an par rapport à l'année en précipitations moyennes.

+ETM mensuelle est dans une large gamme de 20 à 120 mm.

+ETR se réduit encore et reste équivaut au cumul des pluies durant les 10 mois consécutifs.
+Sur base des écarts entre l'ETM et l'ETR pour le cas spécial de la culture potentielle des agrumes dans des conditions de la sécheresse climatique, les indicateurs clés en approvisionnement par l'eau de cette culture sont les suivants :

-Durée moyenne de la sécheresse effective durant cette campagne singulière est de 5 à 6 mois (de Mai à Septembre/Octobre).

-Déficit annuel par rapport aux besoins normaux en eau de la culture est dans l'ordre de 350 à 400 mm (soit l'équivalent de 3 500 à 4 000 m3/ha) avec la part de 70% de ce volume relève de la seule période estivale.

* **Cas 3 : Année humide en pluviométrie (campagne de référence de 1995/1996) :**

+ETR mensuelle est égale, en cette circonstance favorable, à ETM mensuelle, excepté pour deux mois d'automne (Septembre et d'Octobre).

+ETR est approvisionnée régulièrement et d'une manière normale durant la campagne entre les mois d'Avril à Août, en tendance vers la cote de l'ETM, ce à partir de la réserve en eau du sol suffisamment stockée durant les saisons pluvieuses.

Dans cette optique, la référence se fait sur à une autre zone modèle maghrébine du Delta de la Mejerda en Tunisie. A ce niveau, il est étudié deux situations contrastées de l'année, en se fixant en une année observée de 2007 de deux jours repères : un « jour humide » en la saison hivernale et un « jour sec » en la saison estivale. Dans ce cas, l'ETR journalière sur cet espace géographique, évaluée par la télédétection spatiale en des images satellitaires LANDSAT, s'est avérée avoisinante de celle déterminée directement sur le terrain par les mesures lysimétriques directes, avec des sous-estimations respectives aux saisons d'été et d'hivers de 8 et de 14 % (Mjejra et al., 2012). Sur ce même espace, par le suivi régulier spatio-temporel par télédétection spatiale concernant les deux variables ETM et ETR, il est montré le grand risque du stress hydrique estival à encourir pour la biomasse végétale, compte-tenu du fort pouvoir évaporant qui survient surtout en mi-saison d'été (Mjejra et Samaali, 2019).

## -Caractérisation de l'évapo-transpiration de culture sur le territoire marocain

L'évapo-transpiration culturale est susceptible d'être caractérisée sur l'espace marocain, à travers le suivi agronomique d'une spéculation agricole de base et de référence, à savoir la céréaliculture d'automne, en s'intéressant à l'espèce dominante des blés, à raisonner en fonction de la chronologie de l'installation et du développement de cette culture aux niveaux des régions céréalières potentielles. Les principaux résultats de cette approche sont rapportés dans le Tableau 5.
<caption>Tableau 5 : Evapo-transpirations cumulatives périodiques pour différentes dates des semis de la culture des blés en régions céréalières potentielles du Maroc</caption>

(Source : Baïdada (1989), cité par Berdai et al. (2011))

<table><thead><tr><th rowspan="2">Région<br>Dates de semis</th><th colspan="3">Région de Saïss<br>(Nord continental)</th><th colspan="3">Région du Chaouia<br>(Centre continental-littoral)</th></tr><tr><th>10 Oct.</th><th>10 Nov.</th><th>1 Jan.</th><th>10 Oct.</th><th>10 Nov.</th><th>1 Jan.</th></tr></thead><tbody><tr><td>ETM<br>(1) en mm</td><td>352</td><td>498</td><td>540</td><td>379</td><td>473</td><td>523</td></tr><tr><td>ETR<br>(2) en mm</td><td>294</td><td>318</td><td>294</td><td>272</td><td>274</td><td>542</td></tr><tr><td>Déficit hydrique<br>[(3) = (1)-(2)] en mm</td><td>88</td><td>180</td><td>247</td><td>108</td><td>199</td><td>281</td></tr><tr><td>Taux déficit<br>hydrique<br>[(4) =(3)/(1)] en %</td><td>23</td><td>36</td><td>46</td><td>28</td><td>42</td><td>54</td></tr><tr><td>Taux couverture de<br>besoins (2) / (1)) en<br>%</td><td>77</td><td>64</td><td>54</td><td>72</td><td>58</td><td>46</td></tr></tbody></table>

Il est retenu que le facteur « région » est moins impactant sur le cumul périodique de l'ETM et de l'ETR de la culture céréalière, alors que la date de semis est plus effective sur la variabilité de ces derniers paramètres. En effet, plus l'installation de la culture des céréales d'automne est retardée plus le déficit hydrique de la spéculation s'accroit, en raison du décalage en retardement du cycle productif de la culture, ainsi les dernières phases physiologiques critiques se trouvent contraintes à plus d'eau en saison printanières (Tableau 5). Ceux-ci se traduisent en pratique concernant les premières phases du cycle productif des blés fortement exigences en eau, par la nécessité d'assurer alors en zones semi-arides à la culture céréalière d'automne des irrigations d'appoint une fois les disponibilités en ressources hydriques sont suffisantes (Ait Yacine, 1995 ; Berdai et al., 2011).

Dans ce sens, pour la culture de la betterave à sucre, la spéculation agro-industrielle potentielle des grands périmètres irrigués du Maroc, l'ETM de la culture est tributaire de la précocité des sélections variétales et des dates de semis. Les évaluations hydro-agricoles de la culture, obtenues expérimentalement sur le terrain sont données au Tableau 6.

<caption>Tableau 6 : Cumuls d'évapo-transpiration maximale (ETM) de la culture de la betterave à sucre en fonction de la précocité variétale et la date de semis aux grands périmètres irrigués du Maroc.</caption>

(Source : Chati et al. (1999), cités par Berdai et al. (2011))

<table><thead><tr><th>Groupes variétaux selon niveau de précocité</th><th>Dates des semis</th><th>ETM total (en mm)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">Précoce</td><td>01/10/1986</td><td>735</td></tr><tr><td>21/10/1986</td><td>747</td></tr><tr><td>21/10/1986</td><td>884</td></tr><tr><td rowspan="4">Médium</td><td>15/11/1983</td><td>794</td></tr><tr><td>17/11/1994</td><td>690</td></tr><tr><td>17/11/1994</td><td>760</td></tr><tr><td>21/11/1982</td><td>870</td></tr><tr><td rowspan="3">Tardif</td><td>11/12/1983</td><td>708</td></tr><tr><td>11/12/1986</td><td>1219</td></tr><tr><td>21/12/1984</td><td>793</td></tr></tbody></table>
En effet, plus la date de semis de la betterave à sucre est retardée par rapport au début de la campagne agricole, plus le cumul en ETM du cycle cultural a une tendance à la hausse, alors que les exigences en eau de la culture restent globalement indifférentes à la précocité variétale (Berdai et al., 2011) (Tableau 6).

### -Projection de l'évapo-transpiration de culture

A l'échelle mondiale, il est prédit que l'évapo-transpiration de référence de culture est susceptible d'augmenter tout au long du 21ème siècle. A ce propos, le prototype de référence l'espace géographique méditerranéen a fait l'objet du projet Explore-2070, en rapport avec le modèle de projection agro-climatique la « Circulation Générale ». Ceci a permet de projeter pour la zone contrôlée des bassins de la Rhône-Méditerranée et de la Corse, une augmentation de l'ETo de l'ordre de 20% à l'horizon de 2046-2065, par rapport à la situation de référence de la période de 1961-1990, sur la base de calculs réguliers par la méthode climatique usuelle de Penman-Monteith. Il est remarqué ainsi que la faible dispersion statistique des données autour de la valeur médiane de l'ETo, masque l'incertitude associée aux variables annexes, utilisées dans son estimation, comme la vitesse du vent et le couvert nuageux du ciel. Une telle situation est plus tributaire aux modalités d'estimation de l'ETo par le modèle choisi de la projection. Ceci interpelle constamment à des réajustements et réétalonnage nécessaires d'évaluation de l'ETo avec appui par de tels modèles, pour usage surtout en opération de l'avertissement agro-climatique (MEDDE-France, 2012).

## III-4-Variabilité du bilan hydrique au sol et projection des besoins en eau des cultures

### III-4-1-Définition du bilan hydrique au sol

Le bilan hydrique au sol consiste en l'évaluation du niveau de la satisfaction des besoins en eau d'une culture donnée, par la simple confrontation des apports par rapport aux consommations en eau sur la parcelle agricole. Ce bilan est déterminé pratiquement par le niveau de l'évapo-transpiration de la culture, laquelle à retrancher par la somme des volumes de l'eau déjà existante au sol, des précipitations, de l'eau de surface, d'origine souterraine, ou par les apports de crues antérieures. En principe, il s'agit de la résultante des flux hydriques entrants/sortants au sol entre les eaux superficielles et souterraines. Le bilan hydrique (In) est exprimé en intégrant le maximum de paramètres par la formule suivante (Doorebos et Pruitt, 1977) :
$$ 
\begin{aligned}
\text{In} &= [\text{ET (culture)}+\text{F}+\text{R}]-[\text{Pe} + \text{Ge} + \text{N} + \Delta\text{W}] \\
&= (\text{Pertes}) - (\text{Gains})
\end{aligned} 
\qquad (2) $$

Avec :

<table><tr><td>+ET (culture)</td><td>: Evapo-transpiration de la culture</td></tr><tr><td>+F</td><td>: Percolation en profondeur depuis la zone racinaire</td></tr><tr><td>+R</td><td>: Débits superficiels et souterrains sortants</td></tr><tr><td>+Pe</td><td>: Pluie efficace</td></tr><tr><td>+Ge</td><td>: Contribution de l'eau du sous-sol</td></tr><tr><td>+N</td><td>: Débits superficiels et souterrains entrants</td></tr><tr><td>+ΔW</td><td>: Fluctuation de l'eau emmagasinée dans le sol</td></tr></table>

### III-4-2-Caractérisation et variabilité du bilan hydrique au sol

Le bilan hydrique au sol est lié essentiellement au type de sol, à la nature du climat pour son pouvoir de la demande en évaporation et à la culture par son aptitude à la transpiration. En effet, sur l'espace méditerranéenne, il a été pris pour référence la région de la Sardaigne au Sud de l'Italie où le bilan hydrique sur sol non cultivé a été suivi en évaluant la différence (ETo-ETR) sur la période d'observation de 1951-2010 avec la réserve utile du sol (RU) de 125 mm. Ceci a révélé que la tendance de ce bilan est en augmentation, qui passe de la valeur de 0,91 à 1,33 mm/jour au printemps, de 0,98 à 1,84 mm/jour en été et sur toute l'année de 2,46 à 6,97 mm/jour. Pour la périodicité mensuelle, il y a accroissement du bilan hydrique, pour les minimas en Décembre de -0,10 à 0,00 mm/jour, les maximas en Juin de 0,45 à 0,89 mm/jour. En globalité, la tendance de la vidange complète du réservoir hydrique du sol au cours de l'année est de plus en plus fréquente au cours de la dernière décennie, surtout entre les années de 2002 à 2010 (Pulina, 2012).

Pour le cas spécifique des terrains cultivés, le comportement du bilan hydrique au sol confère un caractère particulier en la zone méditerranéenne (Mjejra et Samaali, 2019). Ce qui a été effectivement approuvé pour les sols de la plaine Boian en pays de la Roumanie sur la période de 2008-2013, avec une forte fluctuation des ressources en eau disponibles au sol dans les 20 cm superficiels du profil cultural. Ce qui expose, en conséquence, les cultures annuelles pluviales plus sensibles à des risques énormes du stress hydrique en cas de faibles précipitations, tel le cas pour la céréaliculture d'automne, la spéculation agricole de base alimentaire d'excellence pour les pays du pourtour de la mer de la Méditerranée (Murarescu et al., 2017).

Il est à noter que le bilan hydrique au sol est possible de l'évaluer en fonction de l'ETo du milieu et de la réserve utile en eau du sol (RU). Il est cité dans ce sens le modèle qui a été conçu pour les sols du Nord tunisien à dominance en texture limino-argileuse, à une moyenne de RU de 80 mm pour les végétations herbacées et à une moyenne de RU de 160 mm (D₁₆₀) pour l'arboriculture ligneuse. Dans ce contexte, il est adopté une classification bioclimatique spéciale
avec six étages apparentés au climat de base méditerranéen (E.M.) et qui se défissent comme suit
Gammar et Hlaoui, 2012):

+1ère étage / E.M Per-humide : à D₁₆₀/ΕΤ₀ équivaut au déficit hydrique de 2 à 3 mois.

+2ème étage / E.M Humide : 3 à 4 mois de déficit.

+3ème étage / Sous-E.M Semi-aride supérieur: 4 à 7 mois de déficit.

+4ème étage / Sous-E.M Semi-aride inférieur: 7 à 9 mois de déficit.

+5ème étage / E.M Aride : 9 à 11 mois de déficit.

+6ème étage / E.M Saharien : 11 à 12 mois de déficit.

### III-4-3-Projection des besoins en eau des cultures

Il est projeté pour de forte augmentation en demande mondiale annuelle pour les eaux douces, rapporté par le scénario référentiel sur les perspectives de l'environnement selon le modèle IMAGE, afférent à l'organisation inter-gouvernementale l'OCDE. En effet, il est prédit de passer du volume global mondial de 3 500 milliards de m3 en année de référence de 2000 au le volume d'environ 5 500 milliards de m3 à horizon 2050, soit un accroissement moyen de 1,14 % par an. Ceci résulterait probablement de la croissance des exigences de l'eau pour les secteurs économiques clés à savoir : les activités industrielles (variation de +400 % sur intervalle de 50 ans ; volume total serait de 1 000 milliards de m3/an), la production de l'électricité (+140 %; actuel de 600 milliards de m3/an) et aussi pour les besoins ménagers domestiques (+130 %; 300 milliards de m3/an). La hausse accrue en eau est prétendue pour les secteurs précités et qui serait éventuellement au détriment du secteur de l'irrigation en agriculture, dont sa demande en eau évoluerait à l'inverse en baisse entre l'année de 2000 à l'horizon 2050 de volume de 2 400 à 2 000 milliards de m3, soit une régression de 17 %. Ceci atteste qu'à l'avenir serait une forte concurrence pour l'irrigation par les autres secteurs économiques en une logique d'émergence fulgurante (OCDE, 2012).

Quant à l'évapo-transpiration réelle des végétaux (ETR), elle devrait continuer à accroître au fil du temps. A titre indicatif, elle aurait une tendance à l'augmentation à l'horizon de 2070-2100 par rapport à la période de référence 1960-1990 sur le bassin versant du Rhône au Sud de France. Cette hausse est d'autant plus forte que le forçage radiatif du scénario choisi est important. Ainsi, l'écart est par exemple de l'ordre de 0,7 mm/jour selon le scénario de projection RCP 8.5 sur toute l'année et d'environ 0,2 mm/jour selon le scénario RCP 2.6 pour la saison du printemps. Après tous calculs faits pour les 365 jours de l'année, l'ETR des cultures accuseraient donc un accroissement moyen de 73 à 256 mm/an à horizon de 2070 (Dayon, 2015).
### III-5-Impact de la variabilité climatique sur l'occupation du sol par les végétaux

#### III-5-1-Notion de l'occupation du sol par les végétaux

L'occupation du sol (en anglais : Land cover) est une description physique de l'espace, elle est définie comme la couverture biophysique de la surface sur les terres émergées, c'est-à-dire ce qui tapisse le sol par la verdure naturelle (FAO, 1998).

#### III-5-2-Applications de la télédétection spatiale pour évaluer l'occupation des sols par la biomasse végétale

La télédétection est la technique privilégiée pour évaluer la biomasse végétale et qui consiste en l'acquisition d'images d'un espace donné et permet, en effet, d'obtenir de l'information sur la surface de la terre sans les contacts directs avec celle-ci (Centre Canadien de la Cartographie et d'Observation de la Terre, 2020). Cette technique est expérimentée avec succès pour l'usage spécifique et pertinent en matière d'appui à la gestion des périmètres irrigués, notamment le cas modèle du périmètre irrigué du Gharb, situé au Nord-Ouest du Maroc (Omari et al., 2008).

L'occupation du sol par les végétaux est élucidée par la technique de la télédétection via l'indicateur « indice de la surface foliaire » (abrégé par LAI et en anglais : Leaf Area Index). Il est mentionné un cas concret d'exemple d'usage de l'indice LAI dans l'évaluation d'incidence des pluies sur la végétation au bassin versant de Ferlo, situé au domaine sahélian sénégalais, moyennant un procédé spécifique aux précipitations, par exploitation des données satellitaires de la période de 2000-2010 sur le produit de la télédétection spatiale TRMM-3-B42, avec la résolution spatiale de 0,25° x 0,25° (Huffmann et al., 2007 ; cités par Cissé et al., 2015).

Aussi, il est évoqué un autre exemple modèle du recours à l'indice foliaire (LAI) pour effectuer des observations à caractère régulier sur la biomasse végétale du territoire sénégalais, au pas du temps de trois heures, avec la résolution spatio-temporelle de 1 km-8 jours, en afférant au produit MODIS-LAI (Ruhoff et al. 2013 ; cités par Cissé et al. 2015).

#### III-5-3-Utilisation spéciale de l'indice NDVI pour évaluer la biomasse végétale par la télédétection spatiale

##### -Définition de l'indice NDVI

L'indice NDVI (Normalised Difference Vegetation Index) a été conçu en utilisant les bandes spectrales : rouge et proche de l'infrarouge. Cet indice confère une sensibilité à la vigueur et à l'importance du couvert végétal. Théoriquement, les valeurs de l'indice NDVI sont comprises entre les valeurs de (-)1 et (+)1. Les valeurs négatives correspondant à des éléments différents du couvert végétal (la neige, l'eau, les nuages, ...etc.), pour lesquels la réflectance dans le rouge est supérieure à celle du proche infrarouge. Cet indice a l'avantage d'être sensible à la fois à la teneur en pigments foliaires de la plante, donc il informe indirectement sur son activité photosynthétique et aussi renseigne sur la structure du couvert végétal contrôlé, en rapport avec à
la capacité à intercepter le rayonnement par le végétal étudié. En effet, l'indice NDVI, à travers ces caractéristiques spéciales apporte des informations en un temps donné, sur les différentes variables biophysiques décrivant la croissance des cultures, ainsi que sur leur état végétatif instantanée au moment de la prise de l'image satellitaire (Tucker, 1979).

## -Modalités fonctionnelles de l'indice NDVI

Sachant que les réflectances dans le rouge et dans le proche infrarouge sont presque égales, l'indice NDVI présente des valeurs proches du zéro pour les sols nus. Néanmoins, en des couverts végétaux naturels, les valeurs du NDVI sont positives et généralement comprises entre 0,1 et 0,9. Une forte valeur de l'indice NDVI, indique que la végétation est dans un bon état sanitaire et vice-versa en cas d'état pathogénique ou de stress physiologique du végétal, cet indice acquiert de faible valeur (Jarlan et al., 2015).

## -Procédés pratiques de suivi de l'occupation du sol par l'indice NDVI

Il est possible de suivre l'évolution des superficies des cultures en des périmètres irrigués par la technique de la télédétection spatiale sur la biomasse végétale. Une option qui a été appliquée en des régions tunisiennes, en exploitant des images Landsat sur la période de 1981-2010 avec l'indice NDVI en des données satellitaires NOAA-AVHRR, comparées avec les données Landsat TM /ETM; ainsi on constate, des gammes de la variation des valeurs moyennes du NDVI selon les localisations: au Nord de 0,6 à 1,0 sur axe de la Mjerda (marqué par les variations mensuelles des assolements maraichers), au Centre de ce pays de 0,5 à 0,6 et au Sud de 0,1 à 0,4. La superficie irrigable au Nord, régresse en saison de l'été et se stabilise en l'hivers. Il est observé, par ailleurs, que le NDVI a augmenté annuellement en toutes les saisons, suite à des travaux d'aménagements agricoles entrepris depuis une trentaine d'années au Centre tunisien, y compris la zone étudiée (Dallel et al., 2011).

Pour le cas de la plaine du Tadla, abritant la zone d'étude, il a été objet du recours à l'indice NDVI pour déterminer l'occupation des sols par les végétaux entre les mois de Juillet et Août à partir des images satellitaires Landsat avec la résolution de 15 à 120 mètres. Les images traitées sont de type Thematic Mapper (TM) aux années : 1984, 1995, 2003, 2011, ainsi que pour des images de type Operational Land Imager (OLI) aux années: 2003 et 2011. En comparaison avec des images MODIS des années de : 2003, 2011, 2013 et 2015 qui ont une résolution de 250 m à 500 m. Il en résulte de ces analyses que les surfaces végétales ont subies des extensions de 443 km² entre 1984 et 1995, en passant de l'étendue de 592 km² à 1409 km². Par conséquent, l'évolution de la superficie de la plaine en occupation par les végétaux passe du taux de 18,5% à 44 % dans un intervalle de trois décennies (Zitouni, 2016). La réparation détaillée de cette évolution est reportée au Tableau 7.
<caption>Tableau 7 : Evolution du couvert végétal au niveau de la plaine du Tadla entre les années 1984 et 2015 dont les superficies déterminées par la télédétection spatiale sur la base de l'indice NDVI</caption>

(Source : Zitouni, 2016)

<table><thead><tr><th>Année</th><th>NDVI</th><th>Nombre des Pixels</th><th>Superficie d'occupation du sol (OS) (km2)</th><th>Contribution de la superficie OS au total de la plaine (%)</th></tr></thead><tbody><tr><td>1984</td><td>0,699</td><td>657 864</td><td>592,0776</td><td>18,5</td></tr><tr><td>1995</td><td>0,769</td><td>841 912</td><td>757,7208</td><td>23,6</td></tr><tr><td>2003</td><td>0,716</td><td>755 652</td><td>680,0868</td><td>21,2</td></tr><tr><td>2011</td><td>0,72</td><td>1 077 269</td><td>969,5421</td><td>30,3</td></tr><tr><td>2013</td><td>0,75</td><td>1 488 838</td><td>1339,9542</td><td>41,8</td></tr><tr><td>2015</td><td>0,87</td><td>1 565 483</td><td>1408,9347</td><td>44,0</td></tr></tbody></table>

Au niveau du périmètre irrigué de Tadla, l'occupation des sols pour les principales cultures selon l'indice NDVI a été extrait spatialement, à partir d'images Landsat-8 OLI de l'année 2014, à résolution affinée de 15 m, permettant la délimitation précise des cultures de: betterave sucrière, arboriculture, céréaliculture; mais avec moins de précision pour la luzerne (Ouzemou et al., 2018). A propos de ce même périmètre, par recours à l'indice NDVI, en traitant des images du capteur Landsat-OLI 8 sur la période de Novembre 2017 à Juin 2018, à une résolution de 15 à 20 m, avec des classes de régions d'intérêt ROIs (Regions Of Interest) en selon la classification par procédé de « *Support Vector Machine (SVM)* », il est évalué le total de la superficie des cultures irriguées à 170 212 ha, dont les principales occupent la superficie de 136 245 ha (voir le détail au Tableau 8). Ceci présente un écart de 572 ha, soit moins de 1 %, par rapport aux données statistiques de l'ORMVA du Tadla. Par emblavement par culture, l'écart positif varie de 3,62 % à 5,85 % et l'écart négatif fluctue de (-)13,8 % à (-) 3,95 % (Oubicha, 2019). Le détail de ces analyses est rapporté sur le Tableau 8.

<caption>Tableau 8 : Evolution de l'occupation des sols au périmètre irrigué dE Tadla, évaluée par la télédétection spatiale avec l'indice NDVI pour la campagne 2017/2018</caption>

(Source : Oubicha, 2019)

<table><thead><tr><th rowspan="3">Cultures</th><th>Superficie calculée par Télédétection spatiale</th><th>Superficie par ORMVA du Tadla</th><th colspan="2">Écarts entre superficies</th></tr><tr><th>(en ha)</th><th>(en ha)</th><th colspan="2">((1) - (2))</th></tr><tr><th>(1)</th><th>(2)</th><th>(en ha)</th><th>(en %)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Agrumes</td><td>13 043</td><td>12 587</td><td>456</td><td>3,62%</td></tr><tr><td>Oliviers</td><td>33 546</td><td>31 692</td><td>1854</td><td>5,85%</td></tr><tr><td>Grenadiers</td><td>2 104</td><td>1 994</td><td>110</td><td>5,52%</td></tr><tr><td>Piment doux (ou Niora)</td><td>1 241</td><td>1 440</td><td>(-)198,77</td><td>(-)13,80%</td></tr><tr><td>Céréales d'automne</td><td>42 894</td><td>41 636</td><td>1258</td><td>3,02%</td></tr><tr><td>Luzerne</td><td>30 450</td><td>32 824</td><td>(-)2374</td><td>(-)7,23%</td></tr><tr><td>Betterave à sucre</td><td>12 967</td><td>13 500</td><td>(-)533</td><td>(-)3,95%</td></tr><tr><td><strong>Total 1</strong></td><td><strong>136 245</strong></td><td><strong>135 673</strong></td><td><strong>572,23</strong></td><td><strong>0,42%</strong></td></tr><tr><td>Maïs</td><td>33 199</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Autre culture</td><td>767</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td><strong>Total 2</strong></td><td><strong>33 967</strong></td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td><strong>Total global</strong></td><td><strong>170 212</strong></td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr></tbody></table>

-Suivi de l'état végétatif de la biomasse végétale par l'indice NDVI

La classification spatio-temporelle des assolements végétaux en un espace déterminé, est concevable en opérant par des groupements homogènes selon la technique de la télédétection
spatiale. Dans ce sens, il est donné pour référence le cas d'évaluation de l'occupation des sols au Nord de la Tunisie moyennant l'indice NDVI, à travers le paramètre Sum-NDVI des « phenologic metrics » à des valeurs de 0,3 et 0,8 sur la période de 2000-2010. Il est dégagé ainsi 18 groupements végétaux dont 11 avec des changements significatifs d'évolution de la biomasse végétale et 7 groupements restant sans aucun changement significatif. Dans le domaine agro-forestier, la biomasse est éclatée en trois volets selon la croissance végétative : 36 % à niveau élevé ; 37% en maintien à la normale et 27 % de faible ampleur (Feki, 2015). Par ailleurs, il est qualifié d'ordre pertinent la relation de l'indice NDVI avec la température de surface, soit un indicateur fiable de suivi du stress hydrique de la végétation. La pertinence de la méthode est approuvée en comparant une année pluvieuse (2012) avec une année déficitaire (2014) dans une région agricole du Cap Bon au Nord-Est tunisien, par des analyses couplées entre les 'images satellitaires du capteur MODIS et les images des séries LST Land Surface Température » (Mjejra et al., 2012 ; Mjejra et Samaali, 2019).

-Evaluation par l'indice NDVI de la relation des précipitations avec la biomasse végétale

Il a été élucidé la relation étroite entre l'indice NDVI et les précipitations, permettant d'étudier de près et avec précision l'évolution des stades de développement du couvert végétal. A titre d'exemple, au bassin versant de Tensift (Maroc), il a été mené le suivi continu de sa végétation sur la période de 1981-2010 moyennant l'indice NDVI (Zamrane et al., 2012).

Dans ce sens, il a été mis en évidence par la télédétection spatiale la corrélation entre les précipitations et les végétations, concrétisée par l'étude de cas en vaste espace du Parc National du Diawling (PND) au pays de la Mauritanie, où est constaté une évolution annuelle moyenne de l'indice NDVI de 0,21 à 0,27 ; en fonction des précipitations qui fluctuent entre 180 à 480 mm/an. La méthode adoptée consiste en l'exploitation des images de satellite géo-référencées par le logiciel ENVI sur la période de 2000-2013, suivi par l'extraction selon le procédé MODIS des images mensuelles des températures de surface pour emploi ultérieur de l'indice NDVI, en parallèle avec l'exécution du procédé TRMM (3-B-432) concernant les images mensuelles des précipitations (Abidine et al., 2017).

En effet, l'occupation des sols en des zones comportant des cultures intensives a été cartographiée par la télédétection spatiale, tel est le cas pour l'espace marocain, précisément en zone du bassin versant de Tensift (Maroc). Ceci a permis d'aboutir à la répartition en trois classes prédominantes selon l'occupation du sol par les cultures et à savoir : les vergers, les cultures annuelles et les aires non cultivées. A ce propos, il a été exploité des images de la période 2000-2006, sur des intervalles périodiques de 16 jours avec l'usage de l'indice NDVI, afférant au spectro-radiomètre MODIS d'une résolution spatiale de 250 m. Ainsi, il est constaté que les
estimations de l'exploitation des sols s'avèrent cohérentes dans l'espace et dans le temps pour la classe des vergers fruitiers, mais plus fluctuantes annuellement pour la classe des cultures annuelles (Benhadj et al., 2012).

-Utilisation de l'indice NDVI en projection des besoins en eau des cultures

Il est permis avec l'usage de l'indice NDVI en télédétection spatiale, le suivi de l'évolution de l'occupation des sols par les cultures de l'irrigué et de procéder aussi à la projection pour leurs besoins en eau d'irrigation. Il est présenté pour modèle le cas du bassin versant agricole de Regueb au Centre continental de la Tunisie, objet de traitement de ses images satellitaires Landsat. En cette issue, il est prétendu pour cet espace les exigences en eau d'irrigation par les cultures à horizon de la période de 2036-2065 en quantifiant le volume total projeté de 4 à 7 millions de m³ d'eau par an (Guermazi et al., 2018).
# Chapitre II : IMPACTS DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES SUR LES SYSTEMES AGRICOLES VULNERABES EN MATIERE DE PRODUCTION VEGETALE

Il s'agit de dresser un recueil de retour des expériences de référence en matière des ajustements pratiques de la gestion des systèmes agricoles, notamment en des productions végétales sous les impacts des changements climatiques sur les cultures et avec la facalisation sur l'apptitude à la satisfaction de leurs besoins en eau.

## I-Manifestations des changements climatiques en interactions climat-sol-plante

### I-1-Changements climatiques et interactions climat-sol

Les sols sont des supports de base pour la dynamique des biotopes naturels, des activités agricoles et des espaces agro-forestiers. Aussi, les sols constituent une large interface avec l'atmosphère, par conséquent ils subissent les répercussions directes des changements climatiques (GIEC, 2019).

Les principales manifestations des interactions des sols avec les irrégularités du climat sont évoquées ci-après.

#### I-1-1-Impact des changements climatiques sur les terres arables et les écosystèmes végétaux

L'implication anthropique directe portent actuellement sur 70 % des terres émergées du globe terrestre qui sont non recouvertes par les glaces, dont environ le quart a subi de profonde métamorphose dans son état naturel, en raison des activités humaines qui sont en perpétuelle ascendance. En effet, les croissances soutenues en agriculture et en sylviculture, sont à la quête d'augmenter leurs productivités, en réponse à la demande croissante pour nourrir une population mondiale en surcroit. Ceci se conjugue avec le développement du secteur d'industrie et des autres secteurs fortement polluants en hausse anormale de l'émissions des gaz à effet de serre (GES). Les retombées afférentes concernent les dégradations des écosystèmes, avec risque d'atteinte néfaste sue la biodiversité naturelle et une accélération de tendance à la désertification des terres arables (GIEC, 2014; 2019).

#### I-1-2-Effets thermique des changements climatiques sur les sols

La température maximale à la surface du sol a augmenté presque deux fois par rapport à -la température moyenne mondiale de l'air malgré que cette dernière avait progressé de +1,53 °C depuis la période préindustrielle, avec l'année repère de départ en 1850. Ce réchauffement excessif au sol est moins toléré par les végétaux, vu que de la basse de la teneur en eau au sol induit un dysfonctionnement dans l'assimilation de l'eau par les racines des plantes, ce qui agit
par la suite sur la perturbation dans la croissance et le développement normaux du végétal. En
effet, y a des retombées négatives sur l'agriculture, concernant les diminutions des récoltes
agricoles dans les régions vulnérables, voire même des décalages dans le temps sur les cycles
productifs des cultures. En outre, cette nouvelle situation du réchauffement anormal du sol est
plus incidente sur la fréquence actuelle plus élevée des incendies en forêts à différents endroits
du globe terrestre (GIEC, 2014; 2019).

I-1-3-Exploitation compromise des sols et productions alimentaires d'origine végétale

Notre système alimentaire surtout d'origine végétale a pour principales origines la terre du continent. Basé sur l'agriculture et sur les produits de la forêt, ce système se trouve désormais plus compromis, en raison de la démographie mondiale croissante et laquelle est prétendante à améliorer continuellement son niveau de vie (GIEC, 2014; 2019).

I-2-Changements climatiques en interactions climat-plante

Les plantes cultivées dépendent dans leur croissance et de leur développement aux facteurs
environnementaux primordiaux suivants : la température, les précipitations, l'ensoleillement et le
CO2 atmosphérique. Il est rappelé que les plantes absorbent le CO2 par leurs feuillages et entrent
en des interactions avec : l'eau captée par leurs racines, les rayons solaires, la température et les
disponibilités en éléments chimiques initiaux ; ce qui permet la synthèse de produits
biochimiques, à travers le processus de la photosynthèse. Toutefois, en conditions de
changements climatiques, malgré que l'augmentation anormale de la concentration en CO2
atmosphérique, pourrait être favorable à la croissance intensifiée de la plante, mais il réside que
l'autre principal facteur limitant est la disponibilité en eau pour le végétal en question. En outre,
la qualité de certains éléments biochimiques de la biosynthèse par la plante est susceptible d'être
affectée par les niveaux excessifs en CO2 du milieu, risquant d'inhiber à des degrés variables
l'absorption de l'azote par le végétal, sachant que cet élément minéral est d'ordre essentiel dans
la formation de la biomasse afférente (Houghton, 2009).

II-Impacts et mesures anti-changements climatiques sur les productions végétales

II-1-Cadre mondial d'impacts des changements climatiques sur les productions végétales

Dans le contexte actuel à l'échelle mondiale, il est approuvé que les modifications en
température de l'air et du régime des précipitations, influent effectivement sur les activités
agricoles et plus particulièrement en baisse des productivités végétales, en raison d'interférences
majeures que subissent les cultures pratiquées avec les stress conjugués thermique et hydrique
(GIEC, 2014; 2019).
II-2- Zone africaine à l'impact des changements climatiques sur les productions végétales

Au niveau du continent africain les changements climatiques ont impacté en divers sites le système des productions végétales. Les effets étaient plus sévères lors des dures sécheresses aux pays du Sahel dès les années 1960. Ceci avaient perduré en Afrique de l'Ouest durant les années 1970 et 1980. Ainsi, les changements climatiques avaient depuis lors, ont induit des suites fortement négatives sur les productivités de la plupart des spéculations en production végétale (Sarr, 2006).

Dans une vision prospective pour l'agriculture africaine plus orientée vers la production végétale et en partant du fait qu'une fois sont maintenus nos actuels comportements humains planétaires, les projections des incidences des changements climatiques sont plus inquiétantes, comme il a été explicité au 5ème rapport du GIEC en ses deux premières parties (GIEC, 2013 ; 2014), dont le récapitulatif est le suivant :

- Augmentation de la température de 2°C ou plus à l'horizon de l'an 2050, par rapport à la température de référence en fin du 20ème siècle, ce qui entrainerait alors inévitablement la diminution des productions végétales, aussi avec les grands risques pour la baisse des rendements des cultures en fonction des ampleurs des réchauffements atmosphériques projetés et qui pourraient atteindre des écarts extrêmes de 4°C, voire plus selon les endroits propices.

- Des atteintes défavorables seraient probables sur le continent africain et qui porteraient sur la pratique des principales cultures de base, à savoir : les blés, le riz et le maïs, qui sont communément exploitées dans les régions tropicales et tempérées. Des effets plus nocifs sur l'exploitation de ces cultures essentielles dus aux changements climatiques significativement par le réchauffement planétaire excessif, ceci serait dans l'alternative si aucune mesure de redressement n'est prise à l'échelle planétaire en diminution des émissions massives des GES, surtout au reste du monde en extra-continent africain aux niveaux des pays industriels les plus pollueurs de l'environnement.

- Eventualités en de perte importante en terres agricoles dans les zones côtières, sous effet de l'élévation susceptible des niveaux des mers, conjuguée avec la salinisation tendancielle des sols de culture du littoral par l'intrusion marine des eaux de mer.

- Risque latent de l'échappement en atmosphère davantage de quantités d'élément chimique le carbone, à partir de la réserve de son stockage sur la biosphère terrestre. En effet, les manifestations des changements climatiques, engendrant la déforestation de riches espaces agro-forestiers du continent africain, contribueraient nul doute à la
dégradation progressive des écosystèmes naturels, les fiefs d'excellence de la biodiversité originale de la flore et de la faune.

- Perturbations éventuelles des systèmes hydrologiques qui sont prétendues en de nombreuses sites du continent africain, suite à la diminution des précipitations annuelles, avec les menaces sur la détérioration de la qualité de l'eau disponible et sur les volumes des ressources en eau mobilisables ; compromettant alors l'opération d'irrigation des cultures pour les productions végétales.

- Prédiction des impacts économiques à l'échelle mondiale, qui est une tâche difficile à réaliser et pourtant, il est estimé globalement de perte sur le revenu du citoyen pour taux moyen de 0,2 % à 2,0 % en cas du réchauffement de l'air ascendant à hauteur de 2°C. En ciblant l'espace africain, l'aspect économique de son agriculture serait, en effet, le plus touché, compte-tenu que la majorité des paysans y pratiquent des spéculations agricoles vivrières et à caractères aléatoire, plus vulnérables aux changements climatiques.

## II-3-Mesures de faire face aux changements climatiques dans le secteur des productions végétales

### II-3-1-Définition des principales voies de faire face aux changements climatiques

Des efforts sont déployés selon différentes ampleurs l'échelle planétaire, afin d'endiguer les anomalies et les perturbations écologiques dues aux changements climatiques. Ceux sont concevables en adoptant trois principales voies de mesures, à savoir : l'atténuation, la résilience et l'adaptation. Il est opté pour une voie singulière ou pour des voies combinées selon les circonstances et les moyens disponibles à déployer (Holling, 1973 ; Planton, 2013 ; ADEME, 2020).

#### -Notion de l'atténuation des changements climatiques

L'atténuation ou la mitigation en changements climatiques désigne les actions à entreprendre contre le réchauffement mondial d'origine humaine, visant à réduire les émissions des gaz à effet de serre (GES) ou par la séquestration au sol du dioxyde du carbone (CO₂) de l'atmosphère. Sachant que Le réchauffement climatique est qualifié de très menaçant pour la survie sur le globe terrestre (ADEME, 2020).

#### -Notion de la résilience aux changements climatiques

La résilience se rapporte à l'aptitude d'un corps vivant ou un système écologique à surmonter l'altération de son environnement, moyennant des interventions spéciales. En effet, les conditions nécessaires à garantir la résilience escomptée sont en fonction des cibles concernées :
les espèces végétales et animales, les populations humaines, les paysages et les biotopes. En principe, une résilience réussie vise : à préserver la richesse de la biodiversité génétique du règne des vivants et à maintenir les capacités des écosystèmes à évoluer naturellement (Holling, 1973).

- Notion de l'adaptation aux changements climatiques

Les adaptations aux changements climatiques se rapportent à des stratégies à mettre en place pour la réduction de la vulnérabilité des systèmes naturels et humains, dans le présent et le futur. En effet, les actions d'adaptation préconisées visent à compléter les mesures précitées en atténuation. L'inertie climatique engage des décennies voire des siècles à propos des perturbations survenues d'origine anthropique. Par conséquent, les mesures de l'adaptation ne seraient réalisables que par des modifications dans le comportements humain individuel et aussi collectif des personnes morales locales, nationales ou en groupements mondiaux (Planton, 2013).

II-3-2-Mobilisation internationale collective contre les effets des changements climatiques sur l'agriculture en des productions végétales

Une vision stratégique de redressement à l'échelle mondiale du secteur agricole en relation avec les changements climatiques plus focalisée sur les aspects des productions végétales, a été proposée par l'institution internationale GIEC. Les principaux axes de cette réflexion sont les suivants (GIEC, 2014(b) ; 2019) :

- Contribuer à la réduction du réchauffement atmosphérique, en projetant à réduire plus de 2°C, dans le sens du retour à la période pré-industrielle, par l'abaissement des émissions du gaz CO2 en favorisant sa séquestration par les sols et en production de la biomasse végétale.

- Développer en grande envergure des cultures spéciales, qui présentent double fins de produire de l'énergie d'origine non fossilisée moins polluante et aussi la production de la biomasse végétale absorbant initialement le CO2 atmosphérique.

- Réajuster avec rationalité les systèmes alimentaires humains et des élevages animaux dans le sens de réduire massivement les émissions de gaz à effet de serre.

II-3-3-Mesures prospectives mondiales en gestion des ressources en eau pour les productions végétales sous les conditions particulières des changements climatiques

La communauté internationale est plus interpellée qu'avant pour asseoir des stratégies efficaces et urgentes d'atténuation et d'adaptation en exploitation des ressources en eau mobilisables à des fins agricoles, surtout pour les productions de la matière verte et dans les nouvelles conditions de changements climatiques. A ce propos, il est recommandé une batterie de mesures correctives (GIEC, 2014 a ; 2014 b), qui sont résumées au Tableau 9.
<caption>Tableau 9 : Risques potentiels des changements climatiques sur les ressources en eau pour l'agriculture et les redressements proposées</caption>

(Sources : GIEC, 2014 a; 2014 b)

<table><thead><tr><td>Principaux risques</td><td>Contraintes et perspectives de redressements</td></tr></thead><tbody><tr><td>-Aggravation de pressions exercées par surexploitation de ressources hydriques en dégradation de qualité.</td><td>-Réduction de facteurs perturbateurs non climatiques de ressources en eau.</td></tr><tr><td>-Stress dû à la sécheresse accentué en régions africaines vulnérables (degré de confiance élevé)</td><td>-Renforcement de capacités institutionnelles en gestion de demande, d'évaluation de ressources en eau souterraine, en planification intégrée de l'eau et des eaux usées, et gouvernance intégrée de terre et eau.</td></tr><tr><td>-Baisse de productivité des cultures due à la chaleur et à la sécheresse dont conséquences sur moyens de subsistance et sécurité alimentaire des pays, des régions et des ménages pourraient être aggravés, ainsi qu'aux dommages causés par ravageurs, maladies et inondations sur infrastructure des systèmes alimentaires (degré de confiance élevé)</td><td>-Adaptations technologiques (variétés végétales tolérantes au stress, irrigation, systèmes d'observations perfectionnés, etc.)<br/>-Amélioration d'accès des petits producteurs au crédits financiers et autres facteurs essentiels de production ; diversification de mode de subsistance d'agriculteurs.<br/>-Renforcement des institutions locales, nationales et régionales d'appui à l'agriculture (y compris pour établir systèmes d'alerte précoce) et politiques d'égalité des sexes.<br/>-Adaptations connexes agronomiques et de valorisations agricoles (agroforesterie, post-récolte en agriculture).</td></tr><tr><td>-Variations d'incidence et d'extension géographique de maladies à transmission vectorielle ou d'origine hydrique dues à l'évolution des températures et des précipitations selon aires de répartition (degré de confiance moyen)</td><td>-Réalisation des objectifs de développement, notamment amélioration de l'accès à l'eau potable et aux systèmes d'assainissement, et renforcement de fonctions liées à la santé publique telles que la surveillance.<br/>-Cartographie de vulnérabilité et systèmes d'alerte précoce<br/>-Coordination intersectorielle.<br/>-Développement durable en urbain et en rural.</td></tr></tbody></table>

Les interventions escomptées sont conçues dans une vision intégrée en un ensemble cohérent d'actions à entreprendre à caractères techniques et institutionnel du développement agricole et rural (Tableau 9).

II-3-4-Mesures spécifiques entreprises en zones d'Afrique et du Moyen-Orient pour la gestion des ressources en eau en productions végétales dans la circonstance des changements climatiques

Compte-tenu des revers des changements climatiques sur le continent africain, il a été recommandé aux décideurs africains par les instances internationales habilitées de prendre les mesures escomptées pouë les productions végétales. Les interventions requises sont à fédérer dans le sens de l'atténuation et de l'adaptation en exploitation des ressources en eau en agriculture des productions végétales. A cet effet, l'organisme international de l'ONU a entrepris l'instauration du « Fonds Vert pour le Climat » (Green Climate Fund), un nouvel outil de dimension mondiale à l'appui aux financements des projets prioritaires dans le cadre du soutien des pays en voie de développement les plus vulnérables et qui manquent en fonds et en expertises nécessaires (Doukpolo, 2014 ; GIEC, 2019).
## -Mesures prospectives en zones Nord-Afrique et Moyen-Orient en gestion des ressources en eau pour en productions végétales en circonstance de changements climatiques

Les projections à long terme en des changements climatiques moins favorables dans les pays du Maghreb et au Moyen-Orient en matière des productions végétales ont contraint leurs gouvernements à initier leurs programmes agricoles dans la rationalisation de la gestion des ressources en eau en agriculture et pour les ménages des populations (El Jihad et Taabni, 2017).

## -Stratégie marocaine dans la gestion de ressources en eau en agriculture

Partant du fait que le pays du Maroc a connu durant les trois années successives de 2015, 2016 et 2017 d'importants déficits pluviométriques qui sont à caractère structurel. Des répercussions notables ont été relevés en affaiblissement des écoulements des eaux de surface, sur la réduction des apports d'eau aux barrages hydrauliques potentiels et en recharge anormale de nappes d'eaux souterraines. A ce propos et pour redresser à l'essentiel cette situation critique, le gouvernement marocain a lancé un programme prioritaire d'urgence sur la période de 2019-2026. Le volet agricole, afférent à ce programme comporte deux axes : le premier axe qui consiste en des « projets de développement de l'offre en eau » et le deuxième axe porte sur la « gestion de la demande, sur l'économie de l'eau et de sur la valorisation des eaux pour l'irrigation » (Royaume du Maroc, 2019). Les composantes de ce programme et sa morasse budgétaire sont apportées au Tableau 10.

<table><caption>Tableau 10 : Programme prioritaire du gouvernement marocain restructurant le processus de l'exploitation des eaux pour la période de 2019-2026- Volet du secteur agricole (Royaume du Maroc, 2019).</caption><thead><tr><th>Composantes du programme</th><th>Coûts estimatifs en période 2019-2026<br>(en Millions de Dhs)</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>1. Développement de l'offre (Sous-total 1)</strong></td><td><strong>31 795</strong></td></tr><tr><td>-Grands barrages (en cours et en projet) :</td><td></td></tr><tr><td>+ 16 Ouvrages hydrauliques</td><td></td></tr><tr><td>+ Destinations : Irrigation (I), adduction eau potable (AEP), électricité (E), protection antiinondations (PI)</td><td>16 450</td></tr><tr><td>+Volume total des capacités des barrages: 3 Milliards de m3</td><td></td></tr><tr><td>-Petits barrages colinéaires (909 Ouvrages hydrauliques, destinations: I, AEP et PI)</td><td>12 845</td></tr><tr><td>-Gestion des points d'eau d'abreuvement du cheptel d'élevages animaux</td><td>400</td></tr><tr><td>-Prospection et amélioration de la connaissance des eaux souterraines (I et AEP)</td><td>800</td></tr><tr><td>-Développement des périmètres PMH</td><td>1 300</td></tr><tr><td><strong>2. Gestion de la demande, économie et valorisation de l'eau (Sous-total 2)</strong></td><td><strong>13 330</strong></td></tr><tr><td>-Reconversion collective à l'irrigation localisée</td><td>5 000</td></tr><tr><td>-Reconversion individuelle à l'irrigation localisée</td><td>4 500</td></tr><tr><td>-Modernisation et réhabilitation des systèmes d'adduction d'eau à but multiple</td><td>330</td></tr><tr><td>-Sauvegarde de l'irrigation dans la plaine du Saïs</td><td>2 500</td></tr><tr><td>-Aménagement hydroagricole de la zone Sud-Est dans le Gharb</td><td>1 000</td></tr><tr><td><strong>Total global (Sous-total 1+ Sous-total 2)</strong></td><td><strong>45 125</strong></td></tr></tbody></table>
Le programme prioritaire sus-indiqué constitue une consolidation du Programme National de l'Economie d'Eau en Irrigation (PNEEI), sachant que ce dernier constituait déjà l'ossature du programme marocain de développement agricole « Plan Maroc Vert » sur l'échéancier de 2008-2020. Le nouveau programme prioritaire se fixe les prérogatives primordiales suivantes (Royaume du Maroc, 2019):

- La poursuite de la modernisation des réseaux d'irrigation dans le cadre de la reconversion collective à l'irrigation localisée, en vue d'améliorer leurs efficiences fonctionnelles.

- La continuité avec une grande célité du processus de la reconversion individuelle à l'irrigation localisée, par la poursuite du régime des aides financières de l'Etat dans le cadre du Fonds de Développement Agricole (FDA).

- Le soutien à l'encadrement et au conseil agricole, en vue de doter les agriculteurs de la meilleure maîtrise en techniques d'irrigation appropriées pour une rationalité de l'utilisation de l'eau aux niveaux de leurs parcelles agricoles.

En effet, il a été alloué à ce programme prioritaire pour son volet de « l'irrigation en agriculture », le budget global de 45,13 milliards de Dirhams sur un échéancier de 2019-2026, engendrant le financement des aspects fondamentaux des équipements dédiés à l'irrigation localisée. Ce programme se focalise, en effet, sur les zones potentielles, notamment aux périmètres irrigués du Tadla, des Doukkala, du Haouz, de la Moulouya et du Gharb. En fonction des modes de la reconversion à l'irrigation localisée, le programme vise les objectifs suivants (Royaume du Maroc, 2019) :

- Reconversion en individuel : La superficie objectif est de 150 000 ha.

- Reconversion au collectif : La superficie objectif est de 220 000 ha, concernant les grands périmètres irrigués et laquelle s'éclate ainsi :

+ 65 000 ha sont à cette date déjà achevés,

+ 55 000 ha sont actuellement en cours de la réalisation et sont prévus pour achèvement en fin de l'année de 2022,

+100 000 ha sont projetés pour un lancement primaire en début de l'année 2021 et les travaux sont prévus à terminer avant la fin de 2026.

En l'occurrence, ce programme prioritaire vise la réalisation des actions complémentaires à axer sur la modernisation et la réhabilitation des systèmes d'adduction d'eau en des buts multiples, à
partir de la source des barrages hydrauliques de la retenue en des eaux de surface. Ces options sont projetées dans un cadre intégré entre des départements ministériels marocains et des organismes habilités et qui concernent les opérations suivantes (Royaume du Maroc, 2019) (Tableau 10) :

-Entretien et réhabilitation des ouvrages vulnérables du périmètre irrigué de la basse Moulouya.

- Modernisation des systèmes d'adduction et de transport d'eau entre les barrages hydrauliques et les entêtes des périmètres d'irrigation en leur aval.

- Pérennisation des ouvrages hydro-agricoles et l'instauration de mesures de la réduction de pertes d'eau d'irrigation aux niveaux des bassins hydrauliques de Tensift et d'Oum Er Rbia.

- Programmation des actions spéciales concernant: la réalisation des aménagements hydro-agricoles en zone Sud-Est de la plaine du Gharb sur superficie de 30 000 ha, ainsi que pour la poursuite des travaux du projet de la sauvegarde d'irrigation dans la plaine du Saïs sur une étendue d'environ 30 000 ha.
# Chapitre III : REPONSE A LA REDUCTION DE L'EAU D'IRRIGATION : BESOINS HYDRIQUES ET VARIABILITES DES EFFICIENCES D'UTILISATION DE L'EAU PAR LES CULTURES

Il est question de donner des éfficiences de référence des systèmes d'irrigation les plus usuels à l'échelle mondiale. Aussi, il est rapporté les principaux résultats des expérimentations sur la réduction de l'eau pour les cultures convetionnelles au niveau régional, concernant les niveaux des efficiences agronomiques et économiques de l'utilisation de l'eau d'irrigation.

## I-Notions d'efficience et de valorisation de l'eau d'irrigation par les cultures

L'efficience se définit en général par le rapport aux points de la sortie et à l'entrée d'un domaine physique étudié pour respectivement entre les quantités des matériaux récupérés et les quantités injectées. Pour le cas spécial de l'efficience de l'irrigation (E.I.), en admettant comme point de sortie est la quantité de l'eau utile à la production finale d'une culture donnée, cette quantité d'eau est divisée par la quantité d'eau initiale mise au préalable en tête de la parcelle agricole. En pratique, il est procédé en évaluant pour chaque technique d'irrigation adoptée son efficience spécifique (Bouaziz et Belabbes, 2002 ; Hsiao et al., 2007).

Dans le cas spécial pour évaluer la consommation de l'eau par une culture déterminée, cette l'efficience est rapportée à la productivité agronomique de l'utilisation de l'eau. Cette donnée s'exprime par le rapport de la quantité produite récoltée avec le volume de l'eau pour son usage effectif par la culture en question (Van Halsema et Vincent, 2012).

### I-1-Concepts des efficiences en irrigation des cultures

L'efficience de l'irrigation (E.I.) se définit usuellement par le rapport suivant (Hsiao et al., 2007) :

$$E.I. = (\text{Eau utilisée avantageusement} / \text{Eau totale appliquée}) \quad (3)$$

Il s'agit d'un concept classique d'efficience d'irrigation qui est employé en génie hydraulique. Cette perception d'efficience met l'accent sur la quantité d'eau libérée à partir d'une source donnée en comparaison avec la consommation réelle de l'eau par les cultures, tout en considérant séparément les évènements qui surviennent à la parcelle ou au champ de culture et aussi au cours du transport de l'eau. Il apparaît donc que le concept de l'efficience de l'irrigation est nuancé selon les deux sous-concepts primordiaux suivants (Van Halsema et Vincent, 2012):
- **Efficience du transport d'eau (Et)** : qui traduit la performance de la technologie d'irrigation.
  Ainsi, les fourchettes de la variation de cette efficience sont généralement utilisées pour caler les débits à libérer de la source en fonction de la technique d'irrigation, qui sont de l'ordre de 30 % à 70 % en mode d'irrigation de la surface et de 70 % à 90% en mode d'irrigation sous pression.

- **Efficience d'application de l'eau (Ea)** : qui s'intéresse aux phénomènes des flux d'eau à la parcelle. Cet indicateur est généralement défini comme le rapport entre l'eau consommée (Ec) « eau utilisée avantageusement par la plante » et l'eau effectivement appliquée à la parcelle (El), qui est exprimé par le rapport : Ea = (Ec/El).

Il en découle que la notion de l'efficience avec ces deux termes (Ea et Et) est présentée en une **efficience globale de l'irrigation** (Eg) et qui s'exprime ainsi : Eg = Ea x Et.

**I-2-Etapes de la détermination pratique des efficiences en irrigation**

Au préalable, il est opportun de prendre connaissance de l'acheminement de l'eau en relation avec le développement agronomique de la culture. A cet effet, il est défini six principaux niveaux des efficiences dont les explications sont rapportées ci-après (Wittling et Molle, 2017) et sont schématisés à la Figure 2.

- **Niveau 1** : L'eau en entrée à la parcelle (Pi), dont une partie est susceptible d'être perdue en raison des fuites dans les équipements installés.

- **Niveau 2** : L'eau appliquée (Ai), c'est-à-dire l'eau sortant du matériel d'irrigation (buse ou goutteur). En présence du système d'irrigation par aspersion, une partie de cette eau peut être perdue soit par l'évaporation, soit par une déperdition dans le transport, soit par dérive dû au vent ou soit par l'interception par le couvert végétal à en être éventuellement dissipée à travers l'évaporation sur le feuillage.

- **Niveau 3** : L'eau atteignant le sol (Si), pour une partie qui se perd soit par le ruissellement ou soit par le drainage.

- **Niveau 4** : L'eau retenue dans la zone racinaire (ZRi), une partie est ponctionnée par l'évapo-transpiration des adventices durant le cycle de développement de la culture. Il est éventuel qu'une portion inutilisée de l'eau qui reste dans la zone racinaire après la récolte de la culture.

- **Niveau 5** : L'eau réellement évapo-transpirée par la culture (ETRi), avec une part qui s'élimine sous la forme hydrique évaporée directement à partir du sol.
-Niveau 6 : L'eau absorbée et effectivement transpirée par la culture (Ti). Cette eau permet au végétal d'assimiler le CO2 de l'air ambiant en s'interférant au mécanisme de la photosynthèse qui aboutit à la production de la biomasse végétale. De point de vue agronomique, cette étape physiologique de la plante est cruciale dans le processus de la formation du rendement productif de la culture exploitée.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 2 : Schéma des acheminements de l'eau et les étapes de détermination des efficiences De l'utilisation de l'eau pour les cultures</figcaption></figure>

(Source : Wittling et Molle, 2017)

Pour plus de précision les différentes efficiences de l'eau d'irrigation à la parcelle sont hiérarchisées en cinq principales étapes, qui sont explicitées ci-dessous (Wittling et Molle, 2017) et schématisées à la Figure 2 :

-Etape 1 : L'efficience de la distribution à la parcelle (Ed) (= Eau appliquée / Eau en entrée de parcelle (= Ai / Pi)), qui est aussi appelé aussi le coefficient d'uniformité (CU), un indicateur de référence fréquemment adopté pour le contrôle de performance des réseaux sous pression, y compris pour le système d'irrigation localisée.

-Etape 2 : L'efficience d'application (Ea) (= Eau atteignant le sol / Eau appliquée (= Si / Ai)). Dans les conditions normales, cette efficiente pour le système d'irrigation au goutte à goutte est très proche de 100%.
-Etape 3 : L'efficience de stockage (Es) (= Eau retenue dans la zone racinaire / Eau atteignant le sol (= ZRi / Si)).

-Etape 4 : L'efficience de la consommation (Ec) (= Eau évapo-transpirée / Eau retenue dans la zone racinaire (= ETRi / ZRi)).

-Etape 5 : Efficience de la transpiration (Et) (= Eau transpirée / Eau évapo-transpirée (= Ti / ETRi)).

Les cinq étapes précitées composent alors l'efficience globale de l'irrigation (Eg), laquelle a pour formule: Eg = Eau évapo-transpirée / Eau en entrée de la parcelle ou le produit : (Ed x Ea x Es x Ec x Et).

## I-3-Evaluation des volumes d'eau utilisés par étapes d'efficiences en irrigation

L'évaluation du volume d'eau à différentes étapes d'évaluation des efficiences d'irrigation est faisable par des mesures pratiques approchées ou par des mesures plus précises en utilisant des outils et des appareillages appropriés (Wittling et Molle, 2017). Les principales modalités de ces mesures sont présentées au Tableau 11.

<caption>Tableau 11 : Modalités des mesures d'évaluation des volumes d'eau en relation avec la détermination des efficiences d'irrigation</caption>

(Source : Wittling et Molle, 2017)

<table><thead><tr><th>Type de mesures</th><th>Paramètres mesurés</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Mesures directes</strong><br>Eau d'irrigation entrant en parcelle<br>(Mesurable par compteur ou débitmètre sur borne en entête de parcelle).</td><td><strong>L'eau à appliquer</strong><br>Précipitations à prévisions moins précises.<br>Eau d'irrigation appliquée, qui sorte directement du matériel d'irrigation, évaluée par mesure du débit de l'émetteur (buse ou goutteur) multipliée par la durée d'irrigation.<br><br><strong>L'eau atteignant le sol</strong><br>Eau de pluie, mesurée par pluviomètres.<br>Eau irrigation, en aspersion ou irrigation localisée, atteignant sol et mesurée par collecteurs pour apprécier l'uniformité de distribution.<br><br><strong>L'eau retenue dans la zone racinaire</strong><br>(Eau de pluie et eau d'irrigation ne se distinguent plus).<br>L'eau au sol approchée par échantillons de mesure d'humidité pondérale (gravimétrie), ou par instrumentation au champ d'humidité volumique (sondes à neutrons, sondes capacitives types FDR ou TDR, tensiomètres...).</td></tr></tbody></table>

En l'occurrence, les évaluations indirectes des exigences en eau d'une culture au niveau parcellaire, évoquées au Tableau 11, sont effectuées pratiquement à l'aide des méthodes
spécifiques. Le choix de la méthode est fondamental dans toute stratégie d'utilisation
rationnelle des facteurs en cultures des productions végétales. Ainsi, les procédés agro-
climatiques usuels et de référence, sont énumérés ci-après (Doorenbos et Pruitt, 1977;
Doorenbos et Kassam, 1979; Alien et al., 1998).

- La méthode du bilan hydrique : En se basant sur l'évaluation directe de l'évapo-
transpiration réelle (ETR) ou l'évapo-transpiration maximale (ETM) de la culture, à
déterminer par des mesurant in situ sur la variation du stock d'eau dans le profil cultural
sur sol prospecté par les racines par la technique gravimétrique ou par des outils des
sondes à neutron ou récemment par le recours à l'appareillage en sondes capacitives
(types : TDR, FDR...). Les mesures tiennent compte, aux cas éventuels, des apports d'eau
exogènes (pluies, irrigation, remontées capillaires) et des apports d'eau endogènes des
flux d'eau transversaux aux sols.

- La méthode lysimétrique : En utilisant le dispositif du lysimètre, soit de type de drainage ou soit de type en pesée de précision, afin d'approcher directement l'ETM de la culture. Ce qui permet d'évaluer sur place le bilan hydrique sur la cuve lysimétrique simple ou par le suivi pondéral en bloc de ladite cuve. Toutefois, de tels dispositifs de mesures restent très coûteux, encombrants, difficiles à installer, fastidieux à gérer et aussi moins pratique à entretenir régulièrement.

- Les méthodes micro-climatiques : En faisant recours à l'approximation indirecte des besoins en eau des cultures par l'évaluation du « bilan d'énergie » au niveau de la surface du couvert végétal. Cependant, ces méthodes pointues nécessitent des équipements sophistiqués, coûteux et exigeant la technicité requise des opérateurs. Ces méthodes sont plus utilisées en des activités spéciales de la recherche scientifique (Hatfield, 1984).

- Les méthodes climatiques-physiologiques : Il est plus pratique de se fier aux méthodes indirectes empiriques, qui combinent l'approche climatique avec le développement physiologique de la plante cultivée. En effet, il est procédé par une modélisation spécifique très simplifiée, avec la formule: ETM = Kc x ETo, où ETo désigne l'évapo-transpiration de référence et Kc indique le coefficient cultural, ce paramètre dépend essentiellement de la nature du matériel végétal utilisé et de son stade de développement physiologique (Doorenbos et Pruitt, 1977).

I-4-Caractérisation de la nature des pertes d'eau en irrigation

Les déperditions de l'eau d'irrigation en parcelle agricole (SFi) sont attribuées à des raisons essentielles décrites ci-après (Doorenbos et Pruitt, 1977 ; Doorenbos et Kassam, 1979 ; Alien et al., 1998 ; Wittling et Molle, 2017):
- Fuites dans les équipements d'irrigation installés à l'échelle de la parcelle (Fi) ;

- Evaporation directe et de la dérive en sens du jet d'eau dans le cas du système d'irrigation par l'aspersion (EDi) ;

- Interception passagère de l'eau par le couvert végétal sur sa partie aérienne ;

- Ruissellement d'eau à la surface du sol de la parcelle de culture;

- Drainage d'eau au sous-sol parcellaire (Di) ;

- Evapo-transpiration des adventices indésirables infestant les parcelles cultivées ;

- Eau éperdue par l'évaporation directe à partir du sol (Ei), ainsi que pour l'eau restante dans la zone racinaire après l'opération de la récolte de la culture en fin du cycle d'exploitation.

I-5-Ordres de grandeurs des efficiences des systèmes d'irrigation usuels

Les valeurs référentielles des efficiences de l'eau lors du déroulement des irrigations en parcelle sont tributaires aux types des sols et les systèmes d'irrigation usuels, définies ci-après (Wittling et Molle, 2017), et récapitulées pour divers sites agro-pédo-climatiques mondiaux au Tableau 12.

- **Efficience d'application (Ea)** : la part d'eau sortante du matériel de l'irrigation et qui atteint le sol, elle est comprise entre 70% et 95% en aspersion et proche de 100% pour le goutte à goutte.

- **Efficience de la consommation (Ec)** : Dans l'ordre de 85% à 99%, renseigne sur la part d'eau stockée dans la zone racinaire, destinée à être réellement évapo-transpirée par la culture.

- L'efficience de la transpiration (Et) : La fraction de l'eau effectivement évapo-transpirée par le végétal, qui se situe entre un minimum de 20% à 50% et un maximum de 70% à 92% selon les circonstances du milieu.

- Le produit d'efficiences (Ed x Ea x Es) : Représente la part de l'eau entrante à la parcelle et stockée en zone racinaire qui est accessible à la culture, elle est évaluée entre 35% et 95 % pour l'irrigation gravitaire, de 72% à 90% pour l'aspersion et de 70% à 95% pour l'irrigation localisée.

- Le produit d'efficiences (Es x Ec) : Exprime la part de l'eau atteignant le sol, qui est évapo-transpirée par la culture. Il est évalué au taux oscillant aux alentours de la moyenne de 86 % dans la situation d'une couverture végétale intégrale du sol en conduite de culture sous système d'irrigation gravitaire.
- L'efficience globale de l'irrigation : Déterminée par le produit (Ed x Ea x Es x Ec), qui porte sur la fraction nette d'eau pénétrante à la parcelle et évapo-transpirée par la culture. Les gammes des variations de cette efficience par système d'irrigation : entre 50% et 79% pour le gravitaire, de 69% à 94% en l'aspersion et de 57% à 70% au goutte à goutte.

<caption>Tableau 12 : Efficiences d'eau des systèmes d'irrigation usuels à différents sites mondiaux et pour principales cultures</caption>

(Sources : Références citées par Wittling et Molle, (2017))

<table><thead><tr><th rowspan="2">Localisation</th><th rowspan="2">Culture</th><th rowspan="2">Efficiences (comme définies dans le texte)</th><th rowspan="2">Système d'irrigation</th><th colspan="3">Valeurs d'efficiences (%)</th><th rowspan="2">Auteurs</th></tr><tr><th>Moyenne</th><th>Minimum</th><th>Maximum</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">Divers sites</td><td rowspan="3">Général</td><td rowspan="3">Ea</td><td>Canon enrouleur</td><td>-</td><td>85 à 90</td><td></td><td rowspan="3">Granier et Deumier (2013)</td></tr><tr><td>Gravitaire</td><td>-</td><td>70 à 75</td><td>95</td></tr><tr><td>Goutte à goutte</td><td>100</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Espagne</td><td>Maïs à grain</td><td>Ea</td><td>Couverture intégrale</td><td>92</td><td>-</td><td></td><td>Carrion et al., 2014</td></tr><tr><td rowspan="2">Général</td><td rowspan="2">Général</td><td>Ec</td><td>Général</td><td>-</td><td>85 à 92</td><td>97 à 99</td><td>Hsiao et al. (2007)</td></tr><tr><td>Et</td><td>Général</td><td>-</td><td>25 à 50</td><td>70 à 92</td><td></td></tr><tr><td rowspan="2">Espagne</td><td rowspan="2">Maïs</td><td>Es x Ec</td><td>Couverture intégrale</td><td>86</td><td>84</td><td>89</td><td rowspan="2">Carrion et al., 2014</td></tr><tr><td>Ed x Ea x Es x Ec</td><td>Gravitaire</td><td>79</td><td>77</td><td>82</td></tr><tr><td>Italie</td><td>Maïs à grain</td><td>Ed x Ea x Es pour chaque apport d'irrigation</td><td>Gravitaire</td><td>-</td><td>53</td><td>95</td><td>Canone et al., 2015</td></tr><tr><td>Divers sites</td><td>Général</td><td>Ed x Ea x Es</td><td>Général</td><td>-</td><td>30 à 50</td><td>70 à 95</td><td>Hsiao et al. (2007)</td></tr><tr><td rowspan="2">Divers sites</td><td rowspan="2">Général</td><td>Ed x Ea x Es</td><td>Gravitaire</td><td>75</td><td>50</td><td>95</td><td rowspan="2">Howell (2003)</td></tr><tr><td>Micro-irrigation</td><td>87</td><td>70</td><td>95</td></tr><tr><td rowspan="3">Espagne Vallée de l'Ebre</td><td rowspan="3">Luzerne; Maïs ; Tournesol</td><td rowspan="3">Ed x Ea x Es</td><td>Gravitaire en sols alluviaux à forte RU</td><td>62</td><td>51</td><td>81</td><td rowspan="3">Lecina et al., 2005</td></tr><tr><td>Gravitaire en sols superficiels à faible RU</td><td>53</td><td>40</td><td>75</td></tr><tr><td>Gravitaire en sols superficiels à faible RU</td><td>35</td><td>27</td><td>39</td></tr><tr><td rowspan="2">Espagne Vallée de l'Ebre</td><td rowspan="2">Général</td><td>Ed x Ea x Es x Ec</td><td>Gravitaire Sols superficiels à faible RU</td><td>49</td><td>-</td><td>-</td><td rowspan="2">Causape et al., 2006</td></tr><tr><td>Ed x Ea x Es x Ec</td><td>Gravitaire Sols plus profonds</td><td>79</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>USA (Bssin du fluve Rio au New Mexico)</td><td>Luzerne ; pacanier, côton</td><td>Ed x Ea x Es x Ec</td><td>Gravitaire</td><td>66 à 60</td><td>11 à 14</td><td>90 à 95</td><td>Ahadi et al., 2013</td></tr><tr><td>Espagne (Huelva)</td><td>Fraise sous tunnel</td><td>Ed x Ea x Es x Ec</td><td>Goutte à goutte</td><td>70</td><td>58</td><td>81</td><td>Lozano et al., 2016</td></tr><tr><td>Maroc</td><td>Oignons, Pomme de terre</td><td>Ed x Ea x Es x Ec</td><td>Goutte à goutte</td><td>57</td><td>25</td><td>97</td><td>Benouniche et al., 2014</td></tr><tr><td>Italie</td><td>Oignons; Tomate industrielle; Tabac</td><td>Ed x Ea x Es x Ec</td><td>Goutte à goutte</td><td>63</td><td>39</td><td>81</td><td>Ghinassi, 2012</td></tr></tbody></table>

Abréviations : Ed : efficience de distribution ; Ea : efficience d'application ; Es: efficience de stockage ; Ec : efficience de consommation ; Et : efficience de transpiration ; EG : efficience globale d'irrigation

Sur des terrains de cultures spécifiquement à l'espace marocain, les valeurs référentielles des efficaces des irrigations sont consignées au Tableau 13.
<table><caption>Tableau 13 : Données référentielles des efficiences des irrigations aux périmètres irrigués en grande hydraulique au Maroc</caption><caption>Efficiences des irrigations (%)</caption><thead><tr><th rowspan="2">Mode d'irrigation</th><th colspan="2">Réseau</th><th colspan="2">Parcelle</th><th colspan="2">Global</th><th rowspan="2">Auteurs</th></tr><tr><th>Actuelle (A)</th><th>Potentielle (P)</th><th>A</th><th>P</th><th>A</th><th>P</th></tr></thead><tbody><tr><td>Gravitaire (ciel ouvert)</td><td>80</td><td>85</td><td>50</td><td>70</td><td>40</td><td>60</td><td>Bouaziz et Belabbes, 2002</td></tr><tr><td>Aspersion</td><td>85</td><td>95</td><td>70</td><td>85</td><td>60</td><td>80</td><td></td></tr><tr><td>Irrigation localisée</td><td>91 (*)</td><td>95 (*)</td><td>92 (**)</td><td>95 (**)</td><td>84</td><td>90</td><td>(*) ORMVA du Tadla, 2020<br>(**) Ramdi et El Khalfi, 2019</td></tr><tr><td></td><td>(1)</td><td>(2)</td><td>(3)</td><td>(4)</td><td>(1)x(3)</td><td>(2)x(4)</td><td></td></tr></tbody></table>

Aux périmètres irrigués du Maroc, il est relevé que l'efficience d'irrigation à partir du départ régresse en passant de l'amont des réseaux principaux d'irrigation vers la destination finale des parcelles agricoles des agriculteurs, pour se terminer en fin du compte en une efficience globale moins performante. L'efficience finale exprimée par système d'irrigation est en moyenne de : 60% en système gravitaire, 80% en système d'aspersion et de 90% en système d'irrigation localisée. Le détail des données est rapporté au Tableau 13.

## I-6-Efficiences agronomiques et économiques de l'utilisation de l'eau de l'irrigation

### -Définition de l'efficience agronomique d'une culture pour l'utilisation de l'eau d'irrigation

L'aspect agronomique est évalué en relation avec la consommation d'eau par l'indicateur pertinent de « l'efficience d'utilisation de l'eau ». Cet indicateur qui a pour nomenclature EUE, renseigne sur la réponse physiologique de la culture à travers son rendement agronomique à propos de son approvisionnement hydrique tout au long du cycle de développement cultural. Pour le cas le plus usuel se rapportant à l'opération des irrigations, l'EUE est déterminée par le raisonnement sur le volume net total de l'eau d'irrigation, quantifiable par le cumul d'évapo-transpiration réelle (ETR) des plantes, en relation avec la productivité végétale de la culture envisagée. L'équation de l'EUE est communément définie ainsi (Doorenbos et Kassam, 1979; Bouaziz et Belabbes, 2002):

$$ \text{EUE (kg/m3 eau)} = (Rdt/ETR). \quad (4) $$

Avec : - Rdt : Désigne le rendement de la culture

-ETR : Evapo-transpiration cumulative par cycle cultural

Il est à signaler que le rendement impliqué dans le calcul de l'EUE est souvent exprimé en matière sèche totale ou pour une partie récoltable de la plante (grain de blé, racine de betterave...). Aussi à des fins de quantification de l'EUE, le rendement productif global de la parcelle agricole est pratiquement approché par des pesées d'échantillons des productions sur des placettes unitaires relevant de la surface totale exploitée par la culture étudiée. Quant à
l'ETR, elle est évaluée au cours du cycle de production de la culture par des méthodes directes ou indirecte, selon les conditions propices et les moyens disponibles en suivi agronomique de la spéculation agricole concernée (Doorenbos et Kassam, 1979 ; Van Halsema et Vincent, 2012).

## -Définition de la valorisation économique de l'eau d'irrigation pour une culture

La valorisation de manière agro-économiste de l'eau d'irrigation de la culture est appréhendée par les indicateurs intermédiaires suivants (Bouaziz et Belabbes, 2002):

- La valeur du produit brut de la production agricole végétale à l'hectare (PB) : Qui concerne rendement agricole à l'unité de surface exploitée (Rdt) (en kg/ha ou en Tonne/ha) et à multiplier par le prix unitaire (PU) (exprimé par exemple en Dirham par kg ou par tonne de produit). La formule de calcul est: $PB$ (en Dirhams/ha) $= Rdt$ (kg/ha) $x$ PU (Dirhams/kg).

- La valeur ajoutée de la culture à l'hectare (VA) : Différence entre la valeur du produit brut (PB) et les charges de production (CHfm), portant sur les frais d'outputs (intrants, semences, engrais, pesticides et autres frais) et sur le coût d'utilisation du matériel agricole (par sa location ou par les amortissements d'achat d'engins des travaux à façon ou de récolte). La formule de valeur ajoutée est alors : $VA$ (en Dirhams/ha) $= (PB - CHfm)$.

- Le revenu réel (RR) de l'hectare : Par la déduction de la valeur ajoutée (VA) des charges de la main-d'œuvre salariale (CHmos). Le calcul se fait ainsi : $RR$ (dirhams/ha) $= (VA - CHmos)$.

- Le revenu net (RN) de l'hectare : Revenu réel (RR) retranché des charges de la main-d'œuvre familiale (CHmof). Le calcul se fait de la manière suivante: $RN$ (Dirhams/ha) $= RR - CHmof$.

En fin de compte, la valorisation économique de l'eau d'irrigation est opérée en fonction de la valeur ajoutée en exploitation de la culture rapportée à son volume utilisé en eau d'irrigation durant le cycle productif cultural (exprimée par exemple au Maroc en des unités du Dirhams par mètre cube d'eau) (Bouaziz et Belabbes, 2002).

## II-Niveaux des consommations et des efficiences de l'utilisation d'eau par les cultures en situation normale et en situation de déficit hydrique par systèmes d'irrigation usuels

Le déficit hydrique prolongé, évoqué plus haut (voir le paragraphe III-3-1-3-Evapo-transpiration réelle, de la rubrique A-ressources hydriques et changements climatiques), est approuvé qu'il impacte significativement les performances agronomiques des cultures. A ce propos, il est relaté les cas spéciaux des cultures les plus pratiquées dans le périmètre irrigué de Tadla (zone d'étude). En effet, il est objet de mener des analyses comparatives entre les résultats de travaux de recherche du local par rapport à des zones à climats similaires. Ceux-ci sont abordés en
confrontant le système d'irrigation classique du gravitaire, avec les systèmes d'irrigation sous pression plus efficaces, plus particulièrement la technique d'irrigation localisée.

## II-1-Cas des cultures des céréales d'automne

En vue d'évaluer la réponse de la culture des blés (Triticum sp. L.) à la sécheresse pluviométrique ou hydrique, notamment au début de son cycle productif et aux moments opportuns d'exigence en irrigation d'appoint, les références portent sur les résultats d'une expérimentation modèle. Il s'agit des essais culturaux menés sur la culture de blé selon les deux situations : la première situation en plein champ en zone du périmètre de Tadla et la seconde situation en conduite sous-serre expérimentale à la ville de Rabat. Pour des raisons de validité des résultats des expérimentations entreprises, les deux situations sont reconduites une deuxième campagne dans les mêmes conditions expérimentales. En effet, aux campagnes de 1992/1993 et de 1993/1994, il est constaté que des hauteurs d'eau apportées en période cruciale du semis-installation de la culture sont de 15 mm à 10 mm, permettant la meilleure levée des graines du blé, avec la survie des plantules jusqu'à 40 jours. Aussi, il a été attesté que la phase physiologique du gonflement-floraison s'est avérée la plus sensible au déficit hydrique sur le long du cycle de développement de la culture. Ainsi, une seule irrigation apportée en cette phase critique induit l'amélioration du rendement final de 19 à 56 Quintaux/ha (Ait Yacine, 1995).

Aux zones irriguées marocaines en Grande Hydraulique, en des situations de déficit en eau au périmètre des Doukkala, l'EUE du blé est à peine de 0,39 à 1,67 kg/m3 (Belabbes et Kaddani, 1999), ainsi qu'au périmètre du Tadla pour 0,70 à 1,80 kg/m3 (Bouaziz et Belabbes, 2002) (détail au Tableau 14).

<caption>Tableau 14 : Consommations et efficiences agronomiques d'utilisation d'eau pour la culture du blé ous régimes de déficit hydrique aux grands périmètres irrigués du Maroc</caption>

(Source : Bouaziz et Belabbes, 2002)

<table><thead><tr><th>Zone</th><th>Volume eau irrigation (mm/cycle cultural)</th><th>Rendement (quintaux/ha)</th><th>Efficience utilisation en eau d'irrigation (EUE) (kg/m3)</th><th>Bénéfice net (Dhs/ha)</th><th>Auteurs</th></tr></thead><tbody><tr><td>Périmètre des Doukkala</td><td>64 à 138 (en fonction d'irrigations d'appoint en 22 cas de parcelles suivies)</td><td>26,6 à 63,3</td><td>0,39 à 1,67</td><td>1000 à 6900</td><td>Belabbes et Kaddani, 1999</td></tr><tr><td>Périmètre du Tadla</td><td>201,1 à 568,5</td><td>36,6 à 39,7</td><td>0,70 à 1,80</td><td>-</td><td>Bouaziz et Belabbes, 2002</td></tr></tbody></table>

En une expérimentation sur blés en région du Haouz (Maroc), avec appui de la technique de la télédétection spatiale par indice végétatif NDVI, les EUE respectives sous systèmes d'irrigation
localisée et gravitaire sont de 1,50 et 1,17 Kg/m3, pour l'écart entre les deux systèmes de +24%
(Kharrou et al., 2011).

Par ailleurs, lors d'un autre test sur le blé dur (Triticum durum L.) en région algérienne du
Chlef, avec quatre traitements hydriques sous système d'irrigation gravitaire, qui sont les
suivants : (i) Le non irrigué (régime pluvial), (ii) avec des irrigations précoces de la levée
jusqu'à l' épiaison, (iii) avec des irrigations tardives de l'épiaison à la mâturité physiologique et
enfin (iv) avec des irrigations permanentes depuis la levée jusqu'à la mâturité physiologique.
Par conséquent, l'EUE fluctue entre 2,3 à 5,2 kg grain / m3 eau (Bouthiba et Debaeke, 2009).

En essai cultural sur le blé dur avec différents positionnements des asperseurs d'irrigation dans la région tunisienne de la Basse Valée de Medjerda, l'EUE varie de 0,8 à 1,3 kg/m3 (Zairi et al., 2000).

II-2-Cas de la culture de la betterave à sucre

La culture de la betterave à sucre (Beta vulgaris L.) a fait l'objet à l'échelle mondiale de
nombreux tests comparatifs d'efficience en adoption du système d'irrigation localisée par
rapport à d'autres systèmes d'irrigation les plus usuels, notamment les modes gravitaire et
d'aspersion. A ce propos, et plus particulièrement pour les zones situées aux étages
bioclimatiques semi-arides, il est rapporté les résultats saillants des essais culturaux de
référence pour le territoire marocain menés à la Station des Expérimentations Hydro-Agricoles
d'Ouled Ganou (SEHA) au périmètre du Tadla (Mroc). Ceux-ci ont été procédé dans un cadre
partenarial, d'une part entre les deux organismes afférents au du Ministère de l'Agriculture
marocaine l'ORMVA du Tadla et le Service des Essais et des Etudes de la Normalisation
(SEEN) et d'autre part avec l'unité agro-industrielle de proximité relevant de la sucrerie
COSUMAR, sise en région Beni Mellal-Khénifera. Les principaux résultats obtenus sont
récapitulés dans les Tableaux 15 et 16.
<caption>Tableau 15 : Résultats des expérimentations comparatives de trois systèmes d'irrigation usuels (localisée, aspersion et gravitaire) sur la culture de la betterave à sucre (Beta vulgaris L.) au périmètre de Tadla (Maroc) « Aspect de la consommation hydrique et d'efficience agronomique en utilisation de l'eau d'irrigation »</caption>

(Source : ORMVA du Tadla, 2019)

<table><thead><tr><th rowspan="2">Campagne<br>agricole de<br>l'essai cultural</th><th rowspan="2">Système d'irrigation<br>(L : Localisée ; A : Aspersion ;<br>G : Gravitaire)</th><th rowspan="2">Volume eau<br>irrigation<br>(mm)</th><th colspan="2">Rendement<br>(Tonne/ha)</th><th colspan="2">Efficience<br>agronomique (Kg<br>produit / m3 eau)</th></tr><tr><th>Racine</th><th>Racine</th><th>S ucre</th><th>S ucre</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">2011/2012</td><td>L</td><td>544</td><td>67,83</td><td>12,49</td><td>2,28</td><td></td></tr><tr><td>A</td><td>633</td><td>63,75</td><td>10,08</td><td>1,82</td><td></td></tr><tr><td>G</td><td>819</td><td>20,02</td><td>6,72</td><td>1,16</td><td></td></tr><tr><td rowspan="3">2012/2013</td><td>L</td><td>402</td><td>75,94</td><td>18,91</td><td>3,26</td><td></td></tr><tr><td>A</td><td>497</td><td>71,82</td><td>14,45</td><td>2,48</td><td></td></tr><tr><td>G</td><td>579</td><td>61,58</td><td>10,64</td><td>1,69</td><td></td></tr><tr><td rowspan="3">2013/2014</td><td>L</td><td>586</td><td>68,6</td><td>11,7</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>A</td><td>655</td><td>62,55</td><td>9,54</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>G</td><td>813</td><td>53,95</td><td>6,64</td><td>-</td><td></td></tr></tbody></table>

Les systèmes d'irrigation sous pression (au localisée ou en aspersion) exigeant un volume d'eau d'irrigation allant de 402 à 655 mm par cycle cultural de la Betterave, réalisent alors une économie d'eau de 21 à 29 % par rapport à la référence en système d'irrigation gravitaire ; par ailleurs, il est constaté d'améliorations significatives en rendement racine (46 à 57 %) et en rendement sucre (22 à 35%). Ceci impacte favorablement les efficiences agronomiques de l'utilisation de l'eau, rapportée au produit racinaire (42 à 80 %) et au produit sucre (51 à 94%). Quant aux valorisations économiques de l'eau par la culture betteravière selon les systèmes d'irrigation testés d'une manière comparatives, elles sont indiquées au Tableau 16.

<caption>Tableau 16 : Résultats des expérimentations comparatives sur les trois systèmes d'irrigation usuels (localisée, aspersion et gravitaire) sur la culture de la Betterave à sucre (Beta vulgaris L.) au périmètre du Tadla – « Aspect de la marge bénéficiaire et de l'efficience économique en utilisation de l'eau d'irrigation »</caption>

(Source : ORMVA du Tadla, 2019)

<table><thead><tr><th rowspan="2">Campagne<br>agricole</th><th rowspan="2">Système d'irrigation<br>(L : Localisée ; A :<br>Aspersion ; G : Gravitaire)</th><th rowspan="2">Marge<br>bénéficiaire<br>(Dhs/ha)</th><th colspan="2">Efficience économique<br>(en Dirhams /m3 eau)</th></tr><tr><th>En<br>production</th><th>En valeur<br>ajoutée</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">2011/2012</td><td>L</td><td>18 185</td><td>6,7</td><td>-</td></tr><tr><td>A</td><td>14 786</td><td>5,5</td><td>-</td></tr><tr><td>G</td><td>10 330</td><td>3,5</td><td>-</td></tr><tr><td rowspan="3">2012/2013</td><td>L</td><td>28 333</td><td>11,46</td><td>7,06</td></tr><tr><td>A</td><td>25 789</td><td>8,81</td><td>5,19</td></tr><tr><td>G</td><td>18 955</td><td>6,09</td><td>3,28</td></tr></tbody></table>

Il est relevé que les marges bénéficiaires de la culture de la betterave à sucre augmentent par rapport au système gravitaire, en présence du système d'irrigation localisée à hauteur de 59% et en cas de l'irrigation par aspersion avec un gain de 39%. Ainsi, l'efficience économique de l'utilisation de l'eau d'irrigation augmente presque au double pour le localisée (89 %) et de moitié en aspersion (49 %) (Tableau 16).
En comparaison par rapport à la situation normale, le déficit hydrique induit d'une manière expérimentale sur la betterave à sucre sur différents sites du territoire marocain, conduit aux résultats rapportés au Tableau 17.

<table><caption>Tableau 17 : Effets des régimes du déficit hydrique sur consommation et efficiences agronomiques de l'utilisation de l'eau de la culture de la Betterave à sucre (Beta vulgaris L.) aux grands périmètres irrigués du Maroc (Source : Bouaziz et Belabbes, 2002).</caption><thead><tr><th>Zone</th><th>Volume eau irrigation<br>(mm d'eau /cycle cultural)</th><th colspan="2">Rendement (Tonne/ha)</th><th colspan="2">Efficienced' utilisation de l'eau d'irrigation (EUE)</th><th>Auteurs</th></tr><tr><th></th><th></th><th>Racine</th><th>Sucre</th><th>Racine</th><th>Sucre</th><th></th></tr></thead><tbody><tr><td>Périmètre du Tadla</td><td>447,6 à 1270,4</td><td>50,1 à 55,7</td><td>-</td><td>0,44 à 11,19</td><td></td><td>Bouaziz et Belabbes, 2002</td></tr><tr><td colspan="7">Régimes hydriques :</td></tr><tr><td></td><td>T1 (100 % ETM)</td><td>:240</td><td>85,42</td><td>13,67</td><td>14,83</td><td>2,37</td></tr><tr><td></td><td>T2 (80 % ETM)</td><td>: 180</td><td>91,17</td><td>14,20</td><td>16,73</td><td>2,61</td></tr><tr><td></td><td>T3 (60 % ETM)</td><td>: 600</td><td>79,18</td><td>11,99</td><td>15,16</td><td>2,30</td></tr><tr><td>Périmètre des Doukkala</td><td>T4 (40 % ETM)</td><td>:180</td><td>61,30</td><td>9,25</td><td>12,34</td><td>1,86</td></tr><tr><td></td><td>Témoin agriculteur</td><td>:180</td><td>74,27</td><td>10,94</td><td>14,07</td><td>2,07</td></tr><tr><td colspan="7">Volume eau d'irrigation par mode encadrement :</td></tr><tr><td colspan="7">Économie d'eau d'irrigation par rapport à l'ETR :</td></tr><tr><td colspan="7">Exploitations « suivies »: 250 à 450 mm</td></tr><tr><td colspan="7">20%<br>(ETR=450 à 551 mm)</td></tr><tr><td colspan="7">Exploitations « non suivies »: 480 à 650 mm</td></tr><tr><td colspan="7">2%<br>(ETR=485 à 621 mm)</td></tr></tbody></table>

En effet, le volume d'eau d'irrigation de la culture de la betterave à sucre est plus important au périmètre de Tadla, dont la position continentale induit une forte exigence en eau pour les cultures en périodes printanière et estivale, par rapport au périmètre des Doukkala qui se situe sur la zone littorale plus clémentement ; on note aussi que le régime hydrique à 80% d'ETM, donne les meilleurs rendements en sucre et de l'efficience EUE (Tableau 17).

Par ailleurs, il a été étudié la réaction agronomique de la culture de la betterave à sucre au mode de la gestion de l'irrigation localisée, ceci a été expérimenté en fonction du remplissage du réservoir en eau au sol, au niveau de la région Konya en Turquie, située au chevauchement sur les deux étages bioclimatiques aride et semi-aride, moyennant le test de trois régimes de la réduction hydrique en comparaison avec le témoin à 100% de l'ETM (Tableau 18).
<caption>Tableau 18 : Consommations et efficaces agronomiques de l'utilisation de l'eau pour la culture de la Betterave à sucre (Beta vulgaris L.) sous des régimes de déficit hydrique en fonction du niveau de stockage de l'eau au sol</caption>

(Source : Topak et al., 2011)

<table><thead><tr><th>Régimes hydriques</th><th>Volume eau irrigation</th><th colspan="2">Rendement (Tonne/ha)</th><th>Efficience de l'utilisation eau de l'irrigation (EUE)</th><th>Marge nette de la culture</th><th>Valorisation économique en eau de l'irrigation en fonction de la marge nette</th></tr><tr><th>(en fraction de la réserve utile du sol:RU)</th><th>(en mm/cycle cultural)</th><th>Racine</th><th>Sucre</th><th>(en kg/m3)</th><th>(En dollar américain/ha: $ US/ha)</th><th>(en $ US/ha)</th></tr></thead><tbody><tr><td>T1: 100 % RU</td><td>977</td><td>77,3</td><td>12,33</td><td>7,91</td><td>3 093,10</td><td>3,17</td></tr><tr><td>T2: 75 % RU</td><td>732,7</td><td>70,6</td><td>12,75</td><td>9,64</td><td>2 902,90</td><td>3,96</td></tr><tr><td>T3: 50 % RU</td><td>488,5</td><td>50,3</td><td>9,05</td><td>10,3</td><td>1681,10</td><td>3,44</td></tr><tr><td>T4: 25 % RU</td><td>244,2</td><td>28,1</td><td>5,25</td><td>11,5</td><td>314,9</td><td>1,29</td></tr></tbody></table>

Il a été constaté que le régime hydrique à 75% de la réserve utile du sol (RU), est plus économique en eau d'irrigation à 25% par rapport au régime à 100 % de la RU, avec une légère amélioration du rendement en sucre à peine de 3%), alors que la valorisation économique de l'eau d'irrigation est assez augmentée de 25%. Concernant l'efficience agronomique de l'utilisation de l'eau (EUE), elle est la meilleure pour le régime à 25% RU, réalisant un gain relatif par rapport à 100 % RU et évalué à 45 %. De point de vue de la marge économique nette pour cette culture, celle-ci est d'autant plus favorisée en fonction de l'importance du stockage d'eau au sol, avec le maximum atteint en cas du régime hydrique à 100% RU (Tableau 18).

## II-3-Cas de la culture de la luzerne

La culture de luzerne (Medicago sativa L.) a été testée à travers une série d'essais culturaux, notamment sur différents sites du territoire marocain, dont les principaux résultats sont présentés au Tableau 19.
<table><caption>Tableau 19 : Consommations et efficaces agronomiques de l'utilisation de l'eau pour la culture de la luzerne (Medicago sativa L.) sous des régimes de déficit hydrique aux niveaux de grands périmètres irrigués du Maroc.</caption><thead><tr><th>Zone de site de l'essai cultural</th><th>Système d'irrigation</th><th>Campagne agricole</th><th>Volume eau irrigation (mm/cycle cultural)</th><th>Rendement en matière sèche (Tonne/ha)</th><th>Efficience utilisation eau irrigation (EUE) (kg/m3)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="12">Périmètre du Tadla (Auteurs : Bouazzama et al., 2015)</td><td rowspan="4">Gravitaire</td><td colspan="5">Régimes hydriques :</td></tr><tr><td rowspan="3">2009/2010</td><td>T1</td><td>(100 % ETM):</td><td>1607</td><td>23,1</td><td>1,44</td></tr><tr><td>T2</td><td>(80 % ETM):</td><td>1290</td><td>18,26</td><td>1,42</td></tr><tr><td>T3</td><td>(60 % ETM):</td><td>994</td><td>17,6</td><td>1,77</td></tr><tr><td>T4</td><td>(40 % ETM):</td><td>713</td><td>12,89</td><td>1,81</td></tr><tr><td rowspan="4">Localisée</td><td colspan="5">Régimes hydriques :</td></tr><tr><td rowspan="3">2010/2011</td><td>T1</td><td>(100 % ETM):</td><td>1656</td><td>24,18</td><td>1,46</td></tr><tr><td>T2</td><td>(80 % ETM):</td><td>1188</td><td>24,1</td><td>1,69</td></tr><tr><td>T3</td><td>(60 % ETM):</td><td>1061</td><td>16,12</td><td>1,52</td></tr><tr><td>T4</td><td>(40 % ETM):</td><td>544</td><td>10,91</td><td>2,01</td></tr><tr><td rowspan="12">Périmètre du Haouz (Auteurs : Mouradi et al., 2018)</td><td rowspan="4">Localisée</td><td colspan="5">Régimes hydriques :</td></tr><tr><td rowspan="3">2009/2010</td><td>T1</td><td>(100 % ETM):</td><td>887 à</td><td>1322</td><td>20,0 à 23,6</td><td>1,79</td></tr><tr><td>T2</td><td>(80 % ETM):</td><td>665 à</td><td>1110</td><td>16,8 à 21,3</td><td>1,92</td></tr><tr><td>T3</td><td>(60 % ETM):</td><td>481 à</td><td>728</td><td>11,9 à 16,1</td><td>2,21</td></tr><tr><td>T4</td><td>(40 % ETM):</td><td>305 à</td><td>532</td><td>8,6 à 11,6</td><td>2,18</td></tr><tr><td rowspan="4">2010/2011</td><td colspan="5">Régimes hydriques :</td></tr><tr><td>T1</td><td>(100 % ETM):</td><td>776 à</td><td>1156</td><td>21,0 à 22,4</td><td>2,25</td></tr><tr><td>T2</td><td>(80 % ETM):</td><td>582 à</td><td>971</td><td>16,5 à 20,6</td><td>2,23</td></tr><tr><td>T3</td><td>(60 % ETM):</td><td>505 à</td><td>764</td><td>13,1 à 14,8</td><td>2,47</td></tr><tr><td>T4</td><td>(40 % ETM):</td><td>337 à</td><td>487</td><td>9,8 à 11,9</td><td>2,82</td></tr><tr><td colspan="6">Régimes hydriques :</td></tr><tr><td rowspan="3">2013/2014</td><td>T1</td><td>(100 % ETM):</td><td>458</td><td>17,3 à 20,0</td><td>4,07</td></tr><tr><td>T2</td><td>(75 % ETM):</td><td>343</td><td>15,5 à 17,6</td><td>4,83</td></tr><tr><td>T3</td><td>(50 % ETM):</td><td>229</td><td>10,3 à 13,8</td><td>5,26</td></tr></tbody></table>

Cette culture fourragère présente en présence du système d'irrigation gravitaire avec un régime déficitaire en eau à 40% ETM, le plus haut niveau de l'EUE de 1,8 à 2,0 Kg/m³; ce dernier indicateur s'améliore davantage en irrigation localisée pour les régimes de 40 à 100 % ETM avec des EUE de 2,2 à 5,3 Kg/m³ (Tableau 19).

## II-4-Cas de la culture du maïs ensilage

Les exigences et les efficaces en eau d'irrigation pour la culture du maïs (Zea mays L.), plus particulièrement destinée à l'exploitation en mode d'ensilage, ont fait objet de multiple expérimentations en différents biotopes sous des conditions optimales d'approvisionnement en eau et aussi sous des conditions de déficit hydrique en fonction du système d'irrigation adopté. Les résultats essentiels pour de tels essais culturaux menées dans une zone de l'étage
bioclimatique semi-aride, spécifiquement dans des périmètres irrigués potentiels du Maroc.
Sont rapportés au Tableau 20

L'efficience en utilisation de l'eau par la culture du Maïs sous régime hydrique normal au niveau d'espaces de grands périmètres irrigués du Maroc est la plus élevée en système d'irrigation localisée à 4,5 Kg/m³; en système d'irrigation gravitaire, elle est à peine de 2,85 à 2,99 Kg/m³ ; sous le déficit hydrique de 20 à 80 % ETM, l'EUE est plus réduite de 24 à 35 % en irrigation au gravitaire, mais cette efficience est maintenue constante en cas d'irrigation par système localisé (Tableau 20).

<table><caption>Tableau 20 : Consommations et efficaces agronomiques de l'utilisation de l'eau pour la culture du maïs (Zea mays L.), sous régimes de déficit hydrique en comparaison des systèmes d'irrigation gravitaire et localisée aux grands périmètres irrigués du Maroc</caption><thead><tr><th>Système d'irrigation</th><th>Campagnes agricoles des essais</th><th>Régimes hydriques / types variétaux</th><th>Volume eau irrigation (mm/cycle cultural)</th><th>Rendement en matière sèche (MS) (T/ha)</th><th>Efficience d'utilisation eau (EUE) (kg/m3 MS)</th><th>Auteurs</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="7">Gravitaire<br>(Zone : Périmètre de Tadla)</td><td rowspan="5">2008/2009</td><td>T1 (100 % ETM)</td><td>619</td><td>16,4</td><td>2,99</td><td rowspan="7">Bouazzama et al., 2012</td></tr><tr><td>T2 (80 % ETM)</td><td>507</td><td>10,2</td><td>2,54</td></tr><tr><td>T3 (60 % ETM)</td><td>379</td><td>7,6</td><td>2,44</td></tr><tr><td>T4 (40 % ETM)</td><td>297</td><td>5,3</td><td>2,14</td></tr><tr><td>T1 (100 % ETM)</td><td>535</td><td>12,5</td><td>2,85</td></tr><tr><td>T2 (80 % ETM)</td><td>404</td><td>9,5</td><td>2,77</td></tr><tr><td rowspan="4">2009/2010</td><td>T3 (60 % ETM)</td><td>335</td><td>8,1</td><td>2,62</td></tr><tr><td>T4 (40 % ETM)</td><td>249</td><td>5,1</td><td>2,41</td></tr><tr><td>T5 (20 % ETM)</td><td>147</td><td>3,9</td><td>1,84</td></tr><tr><td colspan="2">Variétés à long cycle (plus 120 jours)</td><td>435,2</td><td>48 à 72 (frais)</td><td>14,9</td><td rowspan="3">Ait Houssa et al., 2008</td></tr><tr><td rowspan="2">Localisée<br>(Zone : Périmètre de Loukous)</td><td>2005/2006 à 2006/2007</td><td>Variétés à cycle moyen (100 à 120 jours)</td><td>316</td><td>40 à 47 (frais)</td><td>11,1</td></tr><tr><td colspan="2">Variétés à cycle court (moins 80 jours)</td><td>151</td><td>18 à 35 (frais)</td><td>11,9</td></tr><tr><td rowspan="3">Localisée<br>(Zone : Périmètre de Tadla)</td><td rowspan="3">2009/2010</td><td>T1 (125 % ETM)</td><td>623</td><td>22,4</td><td>4,26</td><td rowspan="3">ORMVA du Tadla, 2019</td></tr><tr><td>T2 (100 % ETM)</td><td>523</td><td>19,6</td><td>4,5</td></tr><tr><td>T3 (75 % ETM)</td><td>423</td><td>14,8</td><td>4,23</td></tr><tr><td colspan="2"></td><td>T3 (50 % ETM)</td><td>323</td><td>11</td><td>4,39</td><td></td></tr></tbody></table>

Par ailleurs, l'EUE du Maïs grain est meilleure en présence du système d'irrigation localisée en cas du rationnement d'apport d'eau d'une manière plus prolongé en fin du cycle productif (régime hydrique C), testé en la région Coruche au plein territoire portugais à climat méso-méditerranéen, alors que cette efficience n'a pas été impactée en mode d'irrigation par aspersion (Tableau 21).
<caption>Tableau 21 : Consommations et efficaces agronomiques d'utilisation d'eau pour la culture du maïs (Zea mays L.), en fonction de la gestion des irrigations appuyée sur le stockage de l'eau dans le sol situé sur étage bioclimatique semi-aride</caption>

(Source : Rodrigues et al., 2013)

<table><thead><tr><th rowspan="2">Système d'irrigation</th><th rowspan="2">Régimes hydriques<br>(Gestion des irrigations en fonction de la fraction de R.U. en fonction de partie du cycle cultural)</th><th colspan="5">Fractions (p) de la R.U affectées aux stades cultureaux pour raisonner les volumes des irrigations</th><th rowspan="2">Rendement<br>grain (T/ha)</th><th rowspan="2">Efficience<br>agronomique<br>(Kg du produit/m3 d'eau)</th></tr><tr><th>Initial</th><th>Développement</th><th>Mi-cycle</th><th>Fin de cycle</th><th>Volume eau<br>irrigation (mm)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">Aspersion</td><td>A (Sans déficit)</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>432</td><td>16,86</td><td>3,90</td></tr><tr><td>B (Début du cycle)</td><td><u>1,2 x 0,65</u></td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>440</td><td>16,16</td><td>3,67</td></tr><tr><td>C (Fin de cycle)</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td><u>1,2 x 0,65</u></td><td>320</td><td>16,61</td><td>4,88</td></tr><tr><td>D (Tout cycle)</td><td><u>1,2 x 0,65</u></td><td><u>1,2 x 0,65</u></td><td>0,65</td><td><u>1,2 x 0,65</u></td><td>384</td><td>14,47</td><td>3,77</td></tr><tr><td rowspan="4">Localisée</td><td>A (Sans déficit)</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>372</td><td>16,6</td><td>4,45</td></tr><tr><td>B (Début du cycle)</td><td><u>1,2 x 0,65</u></td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>360</td><td>16,07</td><td>4,47</td></tr><tr><td>C (Fin de cycle)</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td>0,65</td><td><u>1,2 x 0,65</u></td><td>336</td><td>14,78</td><td>4,40</td></tr><tr><td>D (Tout le cycle)</td><td><u>1,2 x 0,65</u></td><td><u>1,2 x 0,65</u></td><td>0,65</td><td><u>1,2 x 0,65</u></td><td>300</td><td>14,28</td><td>4,76</td></tr></tbody></table>

## II-5-Cas des cultures des productions maraichères

Il est objet de traiter les deux principales spéculations maraichères potentielles et les plus pratiquées au niveau d'un grand périmètre irrigué du Tadla, de référence et situé en une zone sur l'étage bioclimatique semi-aride sur le milieu continental, à savoir les cultures du piment rouge et de l'oignon (Hakmaoui et al., 2013 ; ORMVA du Tadla, 2020).

### -Culture du piment rouge (piment doux, la Niora ou le Paprika)

La culture du piment rouge (Capsicum annuum L.) (dénommée aussi : la Niora, le piment doux ou le Paprika), ayant un cycle cultural relativement court d'environ trois mois, a des besoins en eau sous système d'irrigation localisée allant de 228 à 571 mm/cycle, évalués après une expérimentation sous serre avec des régimes hydriques modulés selon les réductions de l'évaporation en bac « classe A » et ajustées à l'ETM par des coefficients de correction (Kb) variant entre 0,4 et 1,0 ; ainsi, les EUE correspondant sont donc : 0,93 à 1,09 Kg du produit en frais /m3 d'eau consommée (Shongwe et al., 2010) (Tableau 22).
<caption>**Tableau 22 : Effets du déficit hydrique sur la performance agronomique de la culture du piment rouge (Capsicum annuum L) conduite sous l'irrigation localisée.**</caption>

(Source : Shongwe et al., 2010).

<table><thead><tr><th>Régimes hydriques</th><th>Volume eau<br>irrigation<br>(mm / cycle<br>cultural)</th><th>Rendement du fruit<br>en matière sèche<br>(Tonnes / ha)</th><th>Efficience d'utilisation<br>eau irrigation<br>(EUE en Kg / m³)</th></tr></thead><tbody><tr><td>T1 : K<sub>b</sub> =0,4</td><td>228</td><td>2,5</td><td>1,10</td></tr><tr><td>T2 : K<sub>b</sub> =0,6</td><td>342</td><td>3,2</td><td>0,93</td></tr><tr><td>T3 : K<sub>b</sub> =0,8</td><td>456</td><td>5,8</td><td>1,27</td></tr><tr><td>T4 : K<sub>b</sub> =1,0</td><td>571</td><td>6,2</td><td>1,09</td></tr></tbody></table>

Par ailleurs, avec le mode d'irrigation au gravitaire, il a été élucidé suite à un essai cultural en zone de la plaine du Kairouan au pays de la Tunisie à climat méditerranéen, que le cycle de production de la culture s'étale à 200 jours, le rendement agronomique est dans l'intervalle de 13,5 à 20,7 tonnes en matière fraiche à l'hectare et que l'EUE oscille entre 3,71 et 3,95 Kg de la matière fraiche du produit récolté par le mètre cube d'eau consommée (Rezig et al., 2005). Aussi, en présence du même système d'irrigation gravitaire auprès du périmètre de Tadla afférent sur l'espace marocain, en tant que le fief d'excellence de la culture du piment rouge avec une dominance en superficie globale en ce pays à 90%, il y est relevé que le volume d'eau d'irrigation unitaire est dans la fourchette de 600 à 800 mm par cycle cultural et le rendement de fruits à l'état frais est aux alentours de 10 à 30 Tonnes/ha (Hakmaoui et al., 2013).

## -Culture de l'oignon

La culture de l'oignon (Allium cepa L.) est fréquemment pratiquée au périmètre irrigué de Tadla (Maroc) en mode productif de saison ; en se référant à une expérimentation sur le matériel végétal en sélection hybride précoce à cycle productif relativement moins allongé dont longévité de l'ordre de cinq mois, comparé avec un autre matériel végétal issu de sélection génétique locale à production tardive et ayant un cycle plus prolongé d'une durée allant de six à sept mois voire encore plus; les irrigations ont été pilotées en s'appuyant sur les coefficients culturaux (K<sub>c</sub>), modulés en fonction des stades physiologiques de la plante cultivée à savoir : stade initial-développement, stade de la bulbaison et le stade de la maturité pour des valeurs respectives de: 1,0 ; 0,9 et 0,7 (Tableau 23).
<caption>Tableau 23 : Effets du régime de la réduction d'eau en système d'irrigation gravitaire sur les performances agronomiques de la culture de l'oignon de saison (Allium cepa L.) au périmètre de Tadla</caption>

(Source : Boundi, 1995).

<table><thead><tr><th rowspan="2">Type variétal</th><th colspan="2">Indicateurs sur la culture d'oignon</th></tr><tr><th>Sélection génétique hydride</th><th>Sélection génétique locale</th></tr></thead><tbody><tr><td>Classe de cultivars selon conformité à photopériode Durée du cycle cultural</td><td>Jours cours-Jours moyens</td><td>Jours moyens-Jours longs</td></tr><tr><td>Partie du cycle productif de la culture: Transplantation-Mâturité</td><td>160 jours</td><td>190 jours</td></tr><tr><td>Initial-Développement (ID)</td><td>1</td><td></td></tr><tr><td>Coefficients culturaux (K<sub>c</sub>) par stades physiologiques</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bulbaison (B)</td><td>0,9</td><td></td></tr><tr><td>Maturité (M)</td><td>0,7</td><td></td></tr><tr><td>Initial (I):</td><td colspan="2">T1: 80% ETM<br>T1b: 120% ETM</td></tr><tr><td>Régimes de réduction hydrique par stades physiologiques</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bulbaison (B)</td><td colspan="2">T2b: 100% ETM<br>T3b: 80% ETM<br>T4b: 60% ETM</td></tr><tr><td>Volume eau irrigation (en mm)</td><td>462</td><td>725</td></tr><tr><td>Rendement agronomique (Tonne / ha)</td><td>42,5</td><td>70,4</td></tr><tr><td>Efficience de l'utilisation de l'eau d'irrigation (EUE) (en K<sub>g</sub> eau/m<sup>3</sup> produit en sec)</td><td>4,7</td><td>7,4</td></tr><tr><td>Taux de la baisse tendancielle du rendement en fonction de la réduction d'eau (coefficient de pente : 1-Ky)</td><td colspan="2">24%</td></tr></tbody></table>

Sous des tests du stress hydrique en réduction d'eau d'irrigation de la culture d'oignon, ciblant le stade physiologique sensible de bulbaison, il y a une baisse du rendement en bulbe à mâturité au frais et d'une manière plus notable du rendement en matière sèche (Boundi, 1995) (Tableau 23) ; aussi le coefficient de pente de réponse du rendement à l'eau (1-Ky) est déterminé égal à 24% ; ce qui catégorise la culture d'une relative flexibilité productive par rapport à l'eau consommée selon la classification de Doorenbos et Kassam, (1979).

En irrigation localisée, la réduction de l'eau pour la culture de l'oignon de saison, testée au Nord-Ouest de la Chine en zone à climat continental semi-aride, l'efficience agronomique d'utilisation d'eau augmente dans le sens de l'accentuation de l'ampleur du déficit hydrique, surtout en cas de sa généralisation à tous les stades physiologiques du végétal (Tableau 24).
<caption>Tableau 24 : Effets de la réduction hydrique sur la performance agronomique de la culture de l'oignon
(Allium cepa L.) conduite sous l'irrigation localisée en zone à climat semi-aride de la Chine</caption>

(Source : Zheng et al., 2013)

<table><thead><tr><th rowspan="3"></th><th rowspan="3"></th><th colspan="8">Niveaux de réduction des apports d'eau par rapport à la référence de l'ETM du végétal par stade du cycle cultural</th></tr><tr><th colspan="3">Tous les stades concernés</th><th>Cas normal</th><th colspan="4">Stades sélectionnés affectés</th></tr><tr><th>T1</th><th>T2</th><th>T3</th><th>T4</th><th>T5</th><th>T6</th><th>T7</th><th>T8</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">Régimes hydriques affectés aux stades physiologiques du végétal</td><td>Initiation (10 à 16 jours)</td><td>0,4</td><td>0,6</td><td>0,8</td><td>1,0</td><td>0,4</td><td>1,0</td><td>1,0</td><td>1,0</td></tr><tr><td>Développement ((30 à 36 jours)</td><td>0,4</td><td>0,6</td><td>0,8</td><td>1,0</td><td>1,0</td><td>0,4</td><td>1,0</td><td>1,0</td></tr><tr><td>Bulbaison (36 à 46 jours)</td><td>0,4</td><td>0,6</td><td>0,8</td><td>1,0</td><td>1,0</td><td>1,0</td><td>0,4</td><td>1,0</td></tr><tr><td>Maturité (93 à 102 jours)</td><td>0,4</td><td>0,6</td><td>0,8</td><td>1,0</td><td>1,0</td><td>1,0</td><td>1,0</td><td>0,4</td></tr><tr><td rowspan="2">Volume d'eau irrigation (en mm)</td><td>Minimum</td><td>102</td><td>159</td><td>219</td><td>283</td><td>261</td><td>229</td><td>196</td><td>267</td></tr><tr><td>Maximum</td><td>108</td><td>182</td><td>256</td><td>331</td><td>316</td><td>247</td><td>219</td><td>319</td></tr><tr><td rowspan="2">Rendements agronomiques (en Tonne/ha)</td><td>Minimum</td><td>24,41</td><td>28,85</td><td>37,99</td><td>40,57</td><td>41,62</td><td>35,85</td><td>31,99</td><td>41,79</td></tr><tr><td>Maximum</td><td>31,03</td><td>38,03</td><td>51,32</td><td>58,00</td><td>60,81</td><td>47,42</td><td>46,67</td><td>63,42</td></tr><tr><td rowspan="2">Efficience de l'utilisation d'eau (EUE) (en Kg/m³)</td><td>Minimum</td><td>19,18</td><td>15,92</td><td>16,12</td><td>14,22</td><td>15,61</td><td>15,00</td><td>15,92</td><td>15,82</td></tr><tr><td>Maximum</td><td>26,40</td><td>19,61</td><td>18,80</td><td>16,05</td><td>17,75</td><td>17,49</td><td>18,95</td><td>17,95</td></tr></tbody></table>

## II-6-Cas de l'arboriculture fruitière

L'olivier et les agrumes qui constituent les deux essences arboricoles dominantes et caractéristiques du périmètre de Tadla (voir aperçu monographique sur la zone d'étude en partie « matériel et méthodes »), sont traitées ci-après en ce qui concerne les impacts de la réduction de d'eau sur leurs productivités et leurs efficiences agronomiques d'utilisation de l'eau.

### II-6-1-Plantations d'oliviers

Le système d'irrigation localisée permet, par rapport au système d'irrigation gravitaire, de réaliser le profit notable en efficience agronomique d'utilisation d'eau, allant jusqu'à 6 ou 7 fois lors d'expérimentations sur jeune verger d'oliviers (Olea europaea L. subsp. europaea var. europaea) au niveau du grand périmètre irrigué du Haouz (Maroc). En effet, le régime hydrique déficitaire à 70% de l'ETM, en conduite sous système d'irrigation localisée, confère un gain en EUE de 16 % comparé au régime hydrique normal à 100% ETM (Sikaoui et al., 2014) ; le détail des résultats expérimentaux est au Tableau 25.
<caption>Tableau 25: Consommation hydrique et efficience agronomiques sous régime en pour le verger d'oliviers en comparaison des deux systèmes d'irrigation gravitaire et localisée au niveau du périmètre irrigué du Haouz (Maroc)</caption>

(Source : Sikaoui et al., 2014)

<table><thead><tr><th>Système d'irrigation</th><th>Campagne agricole de l'essai cultural</th><th>Régimes hydriques</th><th>Volume eau irrigation (mm)</th><th>Rendement (Tonne/ha)</th><th>Richesse en huile (%)</th><th>Efficience utilisation eau irrigation (Kg olive/m<sup>3</sup> eau)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">Gravitaire</td><td>2011/2012</td><td>Témoin agriculteur</td><td>538</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>2012/2013</td><td>Témoin agriculteur</td><td>545</td><td>9,95</td><td>8,3</td><td>1,83</td></tr><tr><td rowspan="4">Localisée</td><td rowspan="2">2011/2012</td><td>T1 (100 % ETM)</td><td>116</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>T2 (70 % ETM)</td><td>81</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td rowspan="2">2012/2013</td><td>T1 (100 % ETM)</td><td>212</td><td>22,63</td><td>9,6</td><td>10,67</td></tr><tr><td>T2 (70 % ETM)</td><td>148</td><td>18,23</td><td>9,1</td><td>12,32</td></tr></tbody></table>

A l'échelle du pourtour méditerranéen en des zones oléicoles potentielles, où les oliviers en différents endroits soient conduits en un milieu pluvieux strict, ou soient qu'ils bénéficiant au cours du cycle productif en des arrosages d'appoint ou encore en des apports d'eau réguliers par des irrigations copieuses. Dans ce sens, Il est spécifié pour des vergers d'oliviers conduits en semi-intensif en divers sites géographiques, sous système d'irrigation localisée, qu'après la réduction hydrique induite par rapport au besoin optimal en eau pour ces plantations, il a été constaté une amélioration de l'efficience agronomique de l'utilisation d'eau sur large intervalle de 1,22 à 12,42 kg d'olives fraiches par 1 m³ d'eau (Iniesta et al., 2009 ; Martin-Vertedor et al., 2011 ; Kaya et al., 2017) ; les données détaillées sont sur le Tableau 26.

## II-6-2-Plantations des Agrumes

Les plantations d'orangers (Citrus sinensis L.), plus fréquentes en vergers dans les principales zones agrumicoles marocaines, avec prédominance de la variété Maroc Late, ont des coefficients culturaux (Kc), déterminés expérimentalement au périmètre irrigué de Tadla, pour différents stades physiologiques (Bouazzama et Bahri, 2009) de : Floraison : 0,50 ; nouaison : 0,55 ; chute physiologique : 0,80 ; grossissement estival du fruit : 0,88 et grossissement hivernal du fruit : 0,54.

Il est évalué pour les agrumes des besoins en eau sous système d'irrigation localisée dans les zones à climats semi-aride, tels sont les cas des périmètres irrigués de Tadla et du Haouz, des volumes aux alentours de 900 à 1032 mm par cycle productif (El Hari et al., 2010 ; Ait Houssa et al., 2020); pour des rendements moyens en fruits de 35 à 50 Tonnes/ha et efficience agronomique d'eau à la production de l'ordre de 4,72 Kg/m³ d'eau d'irrigation (Ait Houssa et al., 2020).