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Ce second tome du Guide pour l'Action décrit la démarche participative DIMA : " un DIalogue Multi-Acteurs pour la gestion concertée des ressources et des territoires " et l'illustre à travers l'exemple du GDA de Ahouez-Gaafour en Tunisie. La démarche DIMA est une démarche participative de résolution de problèmes qui permet d'impliquer et de faire dialoguer des acteurs ayant des intérêts différents, voire antagonistes, et se trouvant dans une situation d'asymétrie de pouvoir. DIMA permet tout d'abord de créer des conditions propices au dialogue entre les différents acteurs concernés. Elle permet ensuite de (1) co-construire un diagnostic partagé d'une situation donnée, (2) de s'accorder sur ce qui fait problème, (3) d'identifier un panel de solutions possibles et acceptables, et (4) d'élaborer un plan d'action concret dans lequel les différents acteurs partagent les responsabilités. Elle comporte enfin une phase d'accompagnement permettant de suivre la mise en oeuvre des actions prévues dans la durée. En plus de ces résultats à court terme, DIMA permet également d'améliorer durablement le fonctionnement interne des organisations dans une optique d'autonomisation, mais aussi de renforcer le lien social entre les acteurs.

La stratégie tunisienne de pérennisation des systèmes hydrauliques vise essentiellement à ce que les associations d'irrigants soient en mesure de gérer leur système hydraulique de manière autonome et pérenne. Ce premier tome du Guide pour l'Action formule un ensemble de recommandations pour sa mise en oeuvre et son adaptation. Elles s'articulent autour de l'idée que des changements de pratiques doivent nécessairement être appliqués concomitamment aux différents niveaux que sont : le fonctionnement interne des associations ; les relations entre ces associations et les administrations publiques ; et le rôle de l'État. Au niveau des associations, il importe de veiller au respect des principes de fonctionnement des organisations de membres en matière d'autonomie réelle, d'élaboration et d'application de règles, et de constitution par les usagers. Les administrations publiques doivent établir des relations effectives de partenariat avec les associations pour la gestion des systèmes hydrauliques et le développement agricole, dans le cadre d'arrangements techniques et financiers négociés. De son côté, l'état se doit de pourvoir à l'établissement d'un cadre législatif et organisationnel approprié, et de mobiliser les moyens requis pour l'application réussie de la stratégie nationale

L'épandage de déchets organiques liquides sur les sols accroît les risques d'apparition de conditions anaérobies et de mobilisation de métaux. En conditions anaérobies, les activités microbiennes sont le moteur de changements géochimiques au travers des réductions, des changements de pH, de la production nette de ligands minéraux et organiques complexant les métaux ou des altérations-néoformations des phases solides. Cette étude a pour but d'identifier les principaux processus engagés dans la réduction des métaux (Fe, Mn, Cr et Ni) sur un ferralsol de l'île de la Réunion, additionné de vinasse, déchet liquide de rhumerie. L'analyse a été menée par incubation en batch sous atmosphère de N2. Trois traitements ont été effectués: témoin sol + eau (C), sol + vinasse (+W) et sol stérile + vinasse stérile (+W+S). Durant 40 jours d'incubation, nous avons mesuré (i) les pressions partielles des gaz, (ii) les concentrations en solution des glucides totaux et protides totaux des solutés organiques et minéraux, les concentrations totales des métaux et du FeII, et (iii) le pH et EH. Les glucides totaux et protides totaux représentaient respectivement 35,7% et 6,4% du Carbone organique dissous (COD) de la vinasse. Les protides ont été très rapidement adsorbés et non détectés dans la solution du sol après 7 jours d'incubation. Les glucides, polyols et petits acides organiques ont disparu majoritairement au cours des 7 premiers jours d'incubation par des processus fermentaires et acétogénèse, aboutissant à la production d'acétate, butyrate et propionate. Après 21 jours d'incubation, l'acétate a été consommé par méthanogénèse. Les mobilisations de Fe et Mn ont augmenté durant les 21 premiers jours et légèrement diminué après cette date. A l'inverse, les mobilisations en Cr et Ni ont été accentuées par l'apport de vinasse, sans pour autant varier par la suite; ces mobilisations représentaient moins de 0,1% de la quantité maximale de Fe mobilisé. Les réductions de Fe et de Mn résulteraient principalement d'une faible production ou de l'oxydation de H2 produit par fermentation et acétogénèse; FeII en solution représente probablement une faible proportion de l'ensemble du fer réduit.

L'impact de l'épandage d'effluent d'huilerie de palme (POME) traité a été évalué sur la plantation de Libo (Riau, Indonésie) dans 4 parcelles représentatives de durées croissantes d'épandage de 2 à 10 ans. Les modifications induites sur les propriétés chimiques sont importantes et se présentent sous la forme de zones d'impact d'extension variable autour de la localisation de l'apport (flatbed). Tandis que l'augmentation de la teneur en éléments solubles et de la conductivité électrique des sols se manifestent jusqu'à des distances d'au moins 2 à 3 mètres du flatbed, le transport des autres éléments apparaît ralenti par diverses interactions avec le sol: adsorption des cations sur le complexe d'échange cationique avec prédominance de K, puis Mg et Ca en relation avec la composition du POME; acidité du sol et désorption de l'aluminium qui neutralise l'alcalinité et diffère l'augmentation du pH de 4-5 jusqu'à 7-8 dans les zones impactées; fixation du phosphore dont une petite partie est transportée sous forme organique; pertes en carbone et azote due à des processus de minéralisation, de lixiviation, de dénitrification ou d'absorption. Les principales menaces identifiées portent sur une augmentation de l'instabilité structurale du sol en relation avec l'accumulation de potassium et une possible dégradation de l'activité biologique des sols à long terme. Les risques et déséquilibres créés par la forte accumulation d'éléments minéraux dans les sols semblent plaider pour une réduction des doses apportées et une extension des zones d'apport du POME susceptible d'améliorer sa valorisation.

L'Action thématique programmée (ATP) 2001/10 "Méthodes d'évaluation de l'impact agronomique et environnemental du recyclage agricole des déchets agro-industriels" a contribué à la mise au point de méthodes d'estimation de l'impact environnemental et agronomique de l'apport par épandage-irrigation d'effluents de complexes agro-industriels. Les mécanismes des transformations physiques, chimiques et biologiques des effluents dans les différents sols ont été étudiés pour mieux comprendre les interactions entre sol et éléments polluants. Les effluents étudiés provenaient d'Indonésie (effluents d'huilerie de palme) et de la Réunion (vinasses de distilleries).

Différentes simulations expérimentales sur colonnes de sol non remaniés ont été réalisées afin d'étudier le transport des éléments minéraux apportés sous forme d'effluent d'huilerie de palme (Palm Oil Mill Effluent - POME) sur un sol de la plantation de Libo (Riau, Indonésie). Les simulations ont été réalisées en régime permanent selon deux phases successives d'apport de POME puis de lessivage par de l'eau et 5 modalités comparant: conditions biotiques et abiotiques (apport d'un antibiotique), débit lent (1 ml/h) et rapide (10 ml/h), effluent et solution synthétique de même composition, absence et présence d'une période d'incubation. Les résultats ont été comparés afin d'évaluer l'influence de différents processus d'adsorption, de biodégradation ou de déséquilibre physico-chimiques sur la mobilité des éléments minéraux. Les principales différences ont été observées entre l'apport de POME et l'apport d'une solution minérale synthétique. Les mobilités du calcium et du magnésium sont réduites sous condition d'apport d'effluent alors que la mobilité du potassium n'est pas affectée. Le phosphore est essentiellement présent sur forme organique et sa mobilité est fortement accrue sous forme de POME alors que sa forme minérale est soumise à un fort pouvoir fixateur du sol.

Les modèles sont des outils qui permettent de prolonger les études analytiques. A chaque question correspond un groupe d'outils dont la complexité doit être adaptée aux données disponibles sur les sites et aux exigences de précisions. Les plans de suivi des sites permettent d'alimenter ces modèles qui constituent alors des aides à la décision pour ajuster les doses d'irrigation, les charges chimiques, évaluer l'impact des pratiques ou encore dimensionner des sites. Hydrus-1D est un modèle mécaniste de transfert hydrique permettant à partir des données hydriques d'évaluer les sens des flux d'eau dans les sols (et d'éléments chimiques) et donc directement les états d'humidités du sol et les impacts environnementaux par lessivage d'éléments chimiques, nitrates notamment. L'objectif de ce travail préliminaire était de voir si ce modèle pouvait être pertinent dans le cadre d'un site d'agro-épuration pour évaluer l'impact environnemental par lessivage en fonction des pratiques d'irrigation ou d'épandage. Les premiers tests sur des données provenant de LYC sont très encourageants et devrait nous inviter à poursuivre et intégrer Hydrus dans notre palette d'outils pour optimiser les épandages et contrôler la cohérence de l'ensemble des données de bilan hydrique collecté sur le terrain.

Ces travaux font suite à ceux réalisés en 2002 sur l'effet du potassium sur la structure du sol. Il était apparu alors primordial de caractériser quelle était la capacité de fixation d'un sol par rapport au potassium et au sodium afin de pouvoir prédire ensuite in situ l'évolution de la sodicité/potassicité en fonction des apport d'effluent et de pluie. Rappelons que plus un sol contient du potassium/sodium échangeable, plus il est susceptible de se dégrader. Basé sur des expérimentations spécifiques en batch, un modèle a été calé afin de pouvoir connaître quelle est la composition du complexe d'échange en fonction de la solution au contact. C'est une étape de plus vers la quantification de l'effet géochimique de l'effluent sur les sols. Ces lois sont indispensables par la suite pour caler des modèles géochimiques nous permettant d'évaluer l'évolution de la fertilité chimique et physique des sites et ajuster les techniques de réhabilitations (dosage des apports de gypse ou de dolomie par exemple).

Le colloque " Vers une maîtrise des impacts environ-nementaux de l'irrigation " fait le point sur les travaux du Programme commun systèmes irrigués (PCSI) et de ses partenaires. Il examine les problèmes de dégradation de la qualité des eaux et des sols dans différentes situations géographiques et pour des modalités de mise en valeur des terres par l'irrigation très diversifiées. Il s'intéresse tout particulièrement aux avancées méthodologiques dans le domaine du fonctionnement des sols et de la dynamique des solutés dans le sol, en terme de modélisation et de méthodes d'étude.

En milieu aride et semi-aride, l'irrigation entraîne des changements profonds dans l'évolution des eaux et des sols. L'alternance de périodes d'irrigation et de longues périodes sèches, avec une évaporation intense, favorise la concentration des sels. Dans le delta mort, après le retrait du fleuve Niger, la nappe phréatique se situait à une profondeur d'environ 45 mètres. Cinquante ans après le début de l'irrigation, elle se situe à une profondeur quasi permanente de 1,5 à 3 mètres à l'étiage. Les phénomènes de dégradation des sols observés sur les périmètres de l'Office du Niger semblent être liés à la dynamique de la nappe phréatique. Pour les expliquer, des études sur le fonctionnement hydrologique des sols ont été menées à l'échelle du périmètre, de la maille hydraulique et de la parcelle.

En riziculture irriguée, la submersion induit des modifications importantes dans les propriétés chimiques des sols du fait de la faiblesse des échanges gazeux entre le sol et l'atmosphère. Dans ces conditions, la pression partielle en CO2 augmente tandis que la pression partielle en O2 et le potentiel redox diminuent. L'augmentation de la pCO2 conduit à une diminution du pH, une dissolution de minéraux, principalement la calcite, et une augmentation de l'alcalinité dans la solution du sol. La diminution du potentiel redox est liée à une réduction du Fer (III) qui s'accompagne aussi d'une production d'alcalinité dans la solution du sol. Cette réduction du Fer est supposée prendre place: dans la structure de minéraux argileux ferrifères, accompagné d'une augmentation de la capacité d'échange cationique; et dans une structure cristalline naturelle, une rouille verte Fe(Il)-Fe(Ill), accompagné d'une décroissance de leur capacité d'échange anionique. Ces processus sont mis en évidence à travers deux expérimentations menées sur le terrain et au laboratoire. Les bilans d'eau et de sels ont été évalués à différentes échelles dans les périmètres irrigués pendant la saison rizicole, mais aussi pendant la contre-saison ou cours de laquelle se développent les cultures maraîchères. En conséquence, les canaux restent en eau pendant la contre-saison sur la majeure partie du périmètre et contribuent à la recharge de la nappe; le drainage est très faible et le bilan des sels apparaît positif pendant la contre-saison. Pendant la saison rizicole, des volumes d'eau importants transitent par le système de drainage et le bilan des sels apparaît négatif. Les sels évacués sont principalement issus de la solution du sol par diffusion puis de la vidange des bassins d'irrigation. Le bilan en sels apparait globalement proche de l'équilibre. L'étude de la variabilité spatiale des propriétés des sols permet d'illustrer l'influence de ces mécanismes. Les eaux sont caractérisées par une alcalinité résiduelle positive et l'alcalinité et le pH de la solution du sol s'élèvent lorsqu'elle se concentre. Les points hauts apparaissent plus salés et surtout plus alcalins en raison d'une moindre maîtrise de l'irrigation et du drainage. Dans les zones basses, le faciès géochimique peu alcalin est interprété comme la conséquence d'une désalcalinisation des horizons superficiels liée à la mobilisation d'alcalinité pendant les périodes de submersion puis son evacuation par le réseau de drainage superficiel.

Il est possible de limiter la salinité par la mise en ceuvre non seulement de moyens techniques, mais aussi de formes d'organisation appropriées pour gérer les ressources en eau. Depuis la construction du barrage de Markala en 1947 et la mise en valeur progressive des périmètres de l'Office du Niger, les propriétés des sols évoluent, en étroite liaison avec les modalités de gestion des infrastructures hydrauliques et des systèmes de culture. Leur analyse met en évidence les conséquences fâcheuses de certaines pratiques et permet d'identifier les mesures qui devront accompagner les futurs aménagements.

Irrigation water quality is currently evaluated and classified from indicators whereas models can predict the effect of irrigation on soil salinity, alkalinity and sodicity. The geochemical model IRRICHEM is presented. It accounts for speciation of the major chemical components, precipitation or dissolution of few minerals and cation exchange. This model was calibrated in Niger and Pakistan. The simulation of irrigation water evaporation shows that the composition of the soil solution and exchange complex results from their ability to neutralize alkalinity through mineral precipitation during the concentration process. Residual alkalinity concept accounts for this mechanism and is a good indicator to predict if water turns saline or alkaline. Cationic exchange capacity acts as a buffer with respect to alkalinization. This geochemical model was coupled with two hydrological models to predict the time changes in salinity, alkalinity and sodicity according to water quality and irrigation management. The first one is a simple water balance model including irrigation amount and leaching fraction. It provides informations on the trend of soil chemical properties and can be easily performed at different scales when irrigation and drainage performances are known. The second one is a solute transport model based on Richard's equation and the convection dispersion equation. It allows to analyze the chemical alterations with respect to time and location in the profile. These approaches are illustrated by examples in Niger and Pakistan.

International audience; Réutilisation des eaux usées en Tunisie: enjeux et perspectives. Dans les régions arides et semi-arides, des pays tels que la Tunisie font face à des problèmes croissants de déficit en eau. Selon les prévisions, une augmentation de la consommation de l'eau à des fins domestiques et industrielles vers l'an 2020 risque d'entraîner une diminution du volume d'eau disponible pour le secteur agricole. Il est par conséquent important de développer de nouvelles ressources en eau ainsi que de protéger celles qui existent. La réutilisation agricole des eaux usées est un des moyens de faire face à ces problèmes. A cet effet et avant de passer au stade d'une exploitation à grande échelle, un programme de recherche a démarré depuis 1980 sur ce sujet. L'objectif de ce travail était de déterminer les conditions d'utilisation agricole des eaux usées traitées tenant compte de leur composition physico-chimique et biologique, des impacts de l'application d'eaux usées sur le système eau-sol-plante, et d'évaluer les effets à long-terme de leur application sur les propriétés du sol tenant compte des pratiques d'irrigation. Les résultats obtenus ont montré la faisabilité de la réutilisation des eaux usées moyennant des précautions d'emploi. Une politique nationale de réutilisation des eaux usées a ainsi été élaborée et mise en place. La réutilisation des eaux usées est devenue une composante essentielle de la stratégie nationale des ressources en eau. Les eaux usées sont essentiellement utilisées à des fins agricoles et pour l'irrigation d'espaces récréationnels tels que les terrains de golf. D'autres opportunités de réutilisation des eaux usées telles que la recharge de nappes sont à l'étude. Les principaux résultats de recherche obtenus durant les dernières décades, le cadre général de la réutilisation des eaux usées ainsi que les enjeux et les perspectives sont présentés dans ce papier. (Résumé d'auteur)