Suivi de l'évapotranspiration des cultures irriguées du Sud de la Méditerranée par télédétection multi-capteurs et modélisation globale

Avec la pression croissante sur les ressources en eau accentuee par la menace des changementsglobaux, l'agriculture irriguee, surtout dans les regions semi-arides, se trouve confrontee a denouvelles exigences. Une gestion optimale des ressources en eau est indispensable dans les perimetresirrigues afin d'eviter a la fois l'irrigation excessive et le stress hydrique dommageable aux cultures.Dans ce contexte, proposer un outil simple, parcimonieux et robuste, facile a mettre en placepermettant de suivre le besoin reel en eau des cultures, a differentes echelles spatio-temporelles,permettrait d’apporter un indicateur tangible quant a l’efficience de l’irrigation dans les perimetresirrigues. Ce travail de these a pour objectif d’evaluer et d’adapter plusieurs outils de suivi del’evapotranspiration des cultures irriguees de l’echelle parcellaire a l’echelle regionale par l’utilisationde la teledetection multi-capteurs et multi-resolution. Notre zone d’etude est le bassin versant duTensift au Maroc, objet d’etude du LMI TREMA (Jarlan et al., 2015) et support de l’observatoireTensift. Nous avons identifie 3 outils : un modele de bilan d’energie de surface (TSEB ; Norman et al.,1995) pilote par une observation de temperature radiometrique qui renseigne indirectement sur l’etathydrique de surface ; l’approche a coefficient cultural double de la FAO-56 (Allen et al., 1998) quipredit l’etat hydrique de surface par la resolution d’un bilan hydrique mais necessite en contre-partiede connaitre precisement les apports d’eau, grandeur tres incertaine sur les perimetres irrigues al’echelle parcellaire ; la modelisation globale qui, par opposition aux deux autres, est une approcheautonome ne necessitant aucun forcage externe. Dans un premier temps, la confrontation dessimulations du modele TSEB a un ensemble de mesures experimentales recueillies a l’echelleparcellaire durant 2 saisons agricoles ainsi qu’a l’approche FAO-56 prealablement calibree sur lesprincipales cultures de notre region d’etude sur la base de travaux anterieurs a permis de montrer que :- le modele TSEB est tres robuste et offre des performances acceptables pour la prediction del’evapotranspiration (RMSE < 1mm/jour sur 4 sites lors de deux saisons agricoles) ; - les bonnescapacites de cet outil pour la detection de stress hydrique ; - une bonne aptitude egalement apartitionner l’evapotranspiration entre evaporation du sol et transpiration de la plante. Dans un 2emetemps, nous avons evalue les capacites predictives d’un modele global que nous avons developpe surla base d’une serie temporelle d’evapotranspiration observee sur le terrain. La modelisation globale estbasee sur la theorie des systemes dynamique non-lineaire. Si elle ne possede pas les capacitesexplicatives des modeles mecanistes evoques ci-dessus, peut etre une bonne alternative pour laprevision de l’evapotranspiration. L’analyse de l’horizon de previsibilite du modele global que nousavons obtenu montre un interet limite pour les agriculteurs ou les gestionnaires puisque cet horizonn’excede pas 3h. Neanmoins, cette approche, tres originale dans ce contexte, reste particulierementseduisante et ouvre plusieurs perspectives. Enfin, nous avons developpe un prototype « tout satellite »,base sur le modele TSEB et qui utilise uniquement les produits gratuits MODIS et les re-analysesERA-Interim, pour le suivi spatialisee et a long terme de la consommation en eau des cultures dans lebassin versant du Tensift. Apres une evaluation des forcages ERA-Interim, nous avons evalue laperformance du prototype par (1) confrontation des predictions des composantes du bilan d’energieaux donnees experimentales de l’observation Tensift et (2) confrontation de la consommationmensuelle predite au niveau des principaux perimetres irrigues de la region aux apports d’eaumensuels fournis par l’office regional qui gere ces perimetres...