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The management of groundwater resources in a territory requires the identification of groundwater bodies and their recharge and flow modalities. In karstic domain, the task is complicated by the presence of transmissive zones that favour rapid transfer in the different compartments of the karst. At the scale of a hydrosystem, the large geological structures (thrusts, faults, facies) and geomorphological or karstological structures (valleys, poljes) also impact the flows. In this context, hydrogeochemistry makes it possible to establish the signature of water bodies according to the origin of water, water-rocks interactions, and human activities. However, in Lower Provence, the geological history since the Oligocene has allowed the deposition of continental and marine sediments within the karstic structures, likely to disturb the chemical signal acquired by the water.In this thesis it is proposed to study the hydrogeology of the Huveaune river watershed, partly common to the catchment area of the submarine springs of Port-Miou (Cassis). This area encloses a water resource defined as strategic by the Agence de l’Eau, near Marseille city and its surroundings. The chosen approach is based on several complementary investigation methods on boreholes, surface water and springs. By including boreholes in the analysis, it is thus possible to improve the spatial distribution of observation and water sampling points, and to carry out pumping tests to test the aquifer in addition to the hydrogeochemical approach.The interpretation of pumping tests through the drawdown derivative (or diagnostic plot method), coupled with the flow modeling using analytical solutions has highlighted the non-univocal character of the interpretation, improved by including the geological context. The pumping tests in Aubagne alluvial plain’s highlight the high transmissivity of the paleochannels, which shows that in a carbonate context, filling of collapsed basins and poljes can constitute a local groundwater resource in quantity but potentially affected by agricultural activities. The multi-tracer hydrogeochemical analysis was based on monthly water samples from karstic springs, boreholes, rivers, and canals over the period 2018 to 2021. Major ions were systematically analysed, and supplemented with multiple isotope analysis: δ18O, δ2H; 87Sr/86Sr; δ34S_SO4, δ18O_SO4. Water stable isotopes allowed the establishment of a baseline graphic classification for regional water bodies and quantification of the influence of irrigation on the alluvial plain. The strontium isotope signal of groundwater is influenced by the nature of karst filling and differs from the theoretical signature of Cretaceous and Jurassic reservoirs. The multi-tracer approach confirms the marine origin of the salinity observed in the Port-Miou springs. In addition, the stable isotope signature of rainwater was monitored using two rainfall collection stations at two different altitudes, representative of the study area. An infiltration model coupled with a monthly isotope budget highlighted the stable isotope depletion of the effective rainfall compared to precipitation. This signal is found in the groundwater studied and thus helps explain the a priori abnormal values of this water. In the context of climate change, this work will help local stakeholders to manage groundwater resources in a concerted and sustainable manner. The implementation of a qualitative and quantitative monitoring of the groundwater resource is strongly encouraged.; La gestion de la ressource en eau souterraine dans un territoire nécessite d’identifier les masses d’eau souterraine et leurs modalités de recharge et d’écoulement. En domaine carbonaté karstique, la tâche est compliquée par la présence des zones transmissives qui favorisent le transfert rapide dans les différents compartiments du karst. À l’échelle d’un hydrosystème, les grandes structures géologiques (chevauchements, failles, faciès) et géomorphologiques ou karstologiques (vallées, poljés) impactent également les écoulements. Dans ce contexte, l’hydrogéochimie permet d’établir la signature des masses d’eau en fonction de l’origine de l’eau, des roches traversées et des activités humaines. Toutefois, en Basse-Provence calcaire, l’histoire géologique depuis l’Oligocène a permis le dépôt de sédiments continentaux et marins au sein des structures karstiques, susceptibles de perturber le signal chimique acquis par l’eau.Dans cette thèse, il est proposé d’étudier l’hydrogéologie du bassin versant de la rivière Huveaune, en partie commun au bassin versant des sources sous-marines de Port-Miou (Cassis). Cette zone renferme une ressource en eau définie comme stratégique par l’Agence de l’Eau, à proximité de la métropole Marseillaise. L’approche choisie repose sur plusieurs méthodes d’investigations complémentaires sur des forages, des eaux de surface et des sources. En incluant des forages dans l’analyse, il est ainsi possible d’améliorer la distribution spatiale des points d’observation et d’échantillonnage de l’eau, et de réaliser des essais de pompage pour tester l’aquifère en complément de l’approche hydrogéochimique.L’interprétation d’essai de pompage par la méthode des dérivées (ou diagnostic plot), couplée à la modélisation des écoulements à l’aide de solutions analytiques a mis en évidence le caractère non univoque de l’interprétation, améliorée par la prise en compte du contexte géologique. Les essais dans la plaine alluviale d’Aubagne mettent en valeur la forte transmissivité des paléochenaux, qui montre qu’en contexte carbonaté les remplissages des bassins d’effondrement et poljés peuvent constituer une ressource en eau souterraine locale en quantité mais potentiellement affectée par les activités agricoles. L’analyse hydrogéochimique multi-traceurs s’est appuyée sur des prélèvements mensuels d’eau sur des sources karstiques, forages, rivières et canaux sur la période 2018 à 2021. Les ions majeurs ont été systématiquement analysés, et complétés par l’analyse de plusieurs isotopes : δ18O, δ2H ; 87Sr/86Sr ; δ34S_SO4, δ18O_SO4. Les isotopes stables de l’eau ont permis d’établir une classification graphique de référence pour les masses d’eau régionales et de quantifier l’influence de l’irrigation sur la plaine alluviale. Le signal en isotopes du strontium de l’eau souterraine est influencé par la nature des remplissages karstiques et diffère de la signature théorique des réservoirs crétacés et jurassiques. L’approche multi-traceurs confirme l’origine marine de la salinité observée sur les sources de Port-Miou. En complément, la signature en isotopes stables de l’eau de pluie a pu être suivie à l’aide de deux stations de collecte des précipitations à deux altitudes différentes, représentatives de la zone d’étude. Un modèle d’infiltration couplé à un bilan isotopique mensuel a mis en évidence l’appauvrissement en isotopes stables de la pluie efficace par rapport aux précipitations. Ce signal se retrouve dans les eaux souterraines étudiées et permet ainsi d’expliquer les valeurs a priori anormales de ces eaux. Dans le contexte de changement climatique, ces travaux pourront aider les acteurs locaux à gérer la ressource en eau souterraine de façon concertée et durable. La mise en place d’un suivi qualitatif et quantitatif de la ressource en eau souterraine est vivement encouragée.

The Rennes area is not spared by climate change. Abnormal conditions are alreadyweakening the basin's drinking water supply system. But what will happen in the future? The managers of Eau du Bassin Rennais need tools to predict the evolution of water resources upstream of the interest catchments. To meet this demand, a hydro(geo)logical modeling approach has been developed, adapted to the Brittany region with shallow basement aquifers, focusing on subsurface-surface relationships. Based on the hydrographic network, a model calibration method was innovated to estimate subsurface properties. The process-based modeling developed is able to simulate the stream intermittency, an indicator of watershed resilience. Once the calibration is validated, the hydrogeological models are forced by multiple climate projections, ranging from 1980 to 2100, and for different greenhouse gas emission scenarios (RCP). The hydrological simulation results provide an envelope of likely future trajectories of groundwater storage, streamflow, and stream intermittency. In general, the projections anticipate an extension of water deficit periods, with an increased occurrence of consecutive drought years. The knowledge provided and the operational tools developed in the framework of this thesis allow, on the one hand, to progress on burgeoning research questions, and on the other hand, to offer new perspectives for anticipating and optimizing water management strategies, at the territory scale.; Le bassin rennais n’est pas épargné par le changement climatique. Les conditionsinhabituelles fragilisent déjà le système d’alimentation en eau potable du territoire. Mais qu’en sera-t-il dans le futur ? Les gestionnaires d’Eau du Bassin Rennais ont besoin d’outils pour prédire l’évolution des ressources en eau en amont des ouvrages de captages. Pour y répondre, la démarche de modélisation hydro(géo)logique développée, adaptée au contexte géologique de socle en Bretagne, s’est concentrée sur les relations entre la nappe d’eau souterraine et les cours d’eau. En se basant sur le réseau hydrographique de surface, une méthode de calibration des modèles a été innovée pour estimer les propriétés de la subsurface. L’approche de modélisation basée sur les processus hydrogéologiques reproduit l’intermittence des cours d’eau, indicateur de la résilience des bassins versants. Une fois la calibration validée, les modèles hydrogéologiques sont forcés par de multiples projections climatiques, allant de 1980 à 2100, et selon différents scénarios d’émission de gaz à effet de serre (RCP). Ces simulations hydrologiques fournissent une enveloppe de trajectoires probables d’évolution future du stock d’eau souterraine, du débit des cours d’eau, et de l’intermittence du réseau hydrographique. De manière générale, les projections prévoient une extension des périodes de déficit en eau, avec une occurrence accrue d’années de sécheresses consécutives. Les connaissances apportées et les outils opérationnels développés dans le cadre de cette thèse permettent, d’une part, de progresser sur des questions de recherches en plein essor, et d’autre part, d’offrir de nouvelles perspectives d’anticipation et d’optimisation des stratégies de gestion de l’eau, à l’échelle du territoire.

The world's glaciers are shrinking rapidly, with impacts ranging from global sea-level rise and changes in freshwater availability to the alteration of cryospheric hazards. Despite significant advances during the satellite era, the monitoring of the mass changes of glaciers is still hampered by a fragmented coverage of remote sensing estimations and a poor constraint of the errors in related assessments. In this thesis, we present a globally complete and resolved estimate of glacier mass changes by spatiotemporal analysis of digital elevation models. We first develop methods based on spatiotemporal statistics to assess the accuracy and precision of digital elevation models, and to estimate time series of glacier surface elevation. In particular, we introduce a non-stationary spatial framework to estimate and propagate multi-scale spatial correlations in uncertainties of geospatial estimates. We then massively generate digital elevation models from two decades of stereo optical archives covering glaciers worldwide. From those, we estimate time series of surface elevation for all of Earth's glaciers at a resolution of 100,m during 2000--2019. Integrating these time series into volume and mass changes, we identify a significant acceleration of global glacier mass loss, as well as regionally-contrasted responses that mirror decadal changes in climatic conditions. Using a large amount of independent, high-precision data, we demonstrate the validity of our analysis to yield robust and consistent uncertainties at different scales of the spatiotemporal structure of our estimates. We expect our methods to foster robust spatiotemporal analyses, in particular to identify sources of biases and uncertainties in geospatial assessments. Furthermore, we anticipate our estimates to advance the understanding of the drivers that govern glacier change, and to extend our capabilities of predicting these changes at all scales. Such predictions are critically needed to design adaptive policies on the mitigation of cryospheric impacts in the context of climate change.; Les glaciers de la planète rétrécissent rapidement, et produisent des impacts qui s'étendent de la hausse du niveau de la mer et la modification des risques cryosphériques jusqu'au changement de disponibilité en eau douce. Malgré des avancées significatives durant l'ère satellitaire, l'observation des changements de masse des glaciers est encore entravée par une couverture partielle des estimations de télédétection, et par une faible contrainte sur les erreurs des évaluations associées. Dans cette thèse, nous présentons une estimation mondiale et résolue des changements de masse des glaciers basée sur l'analyse spatio-temporelle de modèles numériques de terrain. Nous développons d'abord des méthodes de statistiques spatio-temporelles pour évaluer l'exactitude et la précision des modèles numériques de terrain, et pour estimer des séries temporelles de l'altitude de surface des glaciers. En particulier, nous introduisons un cadre spatial non stationnaire pour estimer et propager des corrélations spatiales multi-échelles dans les incertitudes d'estimations géospatiales. Nous générons ensuite des modèles numériques de terrain massivement à partir de deux décennies d'archives d'images optiques stéréo couvrant les glaciers du monde entier. À partir de ceux-ci, nous estimons des séries temporelles d'altitude de surface pour tous les glaciers de la Terre à une résolution de 100,m sur la période 2000--2019. En intégrant ces séries temporelles en changements de volume et de masse, nous révélons une accélération significative de la perte de masse des glaciers à l'échelle mondiale, ainsi que des réponses régionalement distinctes qui reflètent des changements décennaux de conditions climatiques. En utilisant une grande quantité de données indépendantes et de haute précision, nous démontrons la validité de notre analyse pour produire des incertitudes robustes et cohérentes à différentes échelles de la structure spatio-temporelle de nos estimations. Nous espérons que nos méthodes favorisent des analyses spatio-temporelles robustes, en particulier pour identifier les sources de biais et d'incertitudes dans les études géospatiales. En outre, nous nous attendons à ce que nos estimations permettent de mieux comprendre les facteurs qui régissent le changement des glaciers et d'étendre nos capacités de prévision de ces changements à toutes échelles. Ces prédictions sont nécessaires à la conception de politiques adaptatives sur l'atténuation des impacts de la cryosphère dans le contexte du changement climatique.

International audience; In a climate change context, changing temperature and precipitation patterns are expected to have strong impacts on Brazilian eucalypt plantations. Implementing adaptive water-efficient management practices is thus becoming necessary to maintain high levels of productivity while preserving the water resources. This paper investigates the ability of eucalypt farmers to modify their current silvicultural practices in order to adapt to drought in the near future. We ran a choice experiment in the state of Minas Gerais, among 80 eucalypt tree farmers, who were asked to choose from several management options associated with various financial supports. The results show that adaptation by reducing the length of the eucalypt rotation proves to be by far the preferred option, despite the associated costs. On the contrary, reducing density appears to be the least chosen option by the respondents, which may suggest that they underestimate the benefits of this strategy. We moreover find a clear and relevant segmentation of farmers' choice behavior, the general preference for reducing the length of the eucalypt rotation being driven by the most vulnerable farmers of the sample

Increasing pressures on water resources are causing many countries in Mediterranean to (re)consider various mechanisms to improve water use efficiency for agricultural like Tunisia country. The price mechanism remains the most appropriate instrument to allocate this water resource, but the search for the optimal price of water that reconciles different aspects economic and environmental is the most important issue to rise. In this paper, we will show that the search for a compromise between farm income and water consumption is possible through an optimal price applying both the entropy maximization approach and the multiobjective optimization. The results show that the use of Generalised Maximum Entropy (GME) approach is able to calibrate the model. Once the model is calibrated, a Multi-Objective Programming (MOP) was used to determine the optimal price using the compromise method. This optimal price determined has resulted to a slight economic decline in agricultural income against an immediate environmental gain of water saving. This compromise is a way to ensure the sustainability of irrigated agriculture and the preservation of water resources in Tunisia.

The aim of this work is to better understand the climatic and hydrological changes that have affected the Mediterranean side of the Occitanie region (France) over the last 60 years. And more particularly at the scale of the six major watersheds that drain the region and flow into the Gulf of Lion. First, it focuses on the links between climate and water resources in the six coastal watersheds which are, from North to South, the Hérault, Orb, Aude, Agly, Têt and Tech watersheds. For this, a multi-parameter statistical model was used and combines climatic, hydrological and anthropogenic data. The results show that climate is the major driver for the detected decreasing trends of the water resources. An article associated with this first work was published in 2020 in the journal Water. In a second stage, this thesis investigates the evolution of climate and hydrological parameters for the end of the 21st century and under a worst-case scenario. The relationships between the climate and the overall atmospheric circulation are discussed. The results show that the watersheds show distinct relationships with the indices of the atmospheric circulation, particularly Atlantic and Mediterranean. This results in a different climatic and hydrological evolution by the end of the century: the watersheds located in the eastern part of the study area are more influenced by the Mediterranean indices while those located in the western part are more influenced by the Atlantic indices. A second paper based on this study was submitted to the journal Hydrology and Earth System Science. Another part of this thesis analyzes the possible impacts of climate change on the major agricultural activity of the study area, which is the vineyard activity. For this purpose, a first study of the evolution of climatic extremes over the historical period was carried out. The results of this work show increases in the number and intensity of extreme temperature events, but little change in extreme rainfall. A set of bioclimatic indices dependent on the temperature parameter is then used to explore the potential viability of the vineyard activities in the region over the historical period., Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre les changements climatiques et hydrologiques qui ont affecté la bordure méditerranéenne de la région Occitanie (France) sur les 60 dernières années et plus particulièrement à échelle des six bassins versants majeurs qui drainent la région et s’écoulent dans le Golfe du Lion. Dans un premier temps, elle se focalise sur les liens reliant climat et ressource en eau dans les six bassins versants côtiers qui sont du Nord au Sud, l’Hérault, l’Orb, l’Aude, l’Agly, la Têt et le Tech. Pour cela, un modèle statistique multi-paramètre a été utilisé et combine des données à la fois climatiques, hydrologiques et d'activités anthropiques. Les résultats majeurs qui en ressortent sont un contrôle du climat sur l’évolution de la quantité d’eau écoulée au sein des bassins versants qui est dominant par rapport à l’évolution des pressions anthropiques sur la ressource en eau. Un article associé à ce premier travail a pu être publié en 2020. Dans un deuxième temps, cette thèse s’intéresse aux évolutions possibles climatiques et hydrologiques pour la finalité 2100 et un sous un scénario climatique extrême. Dans cette partie, les relations entre climat et circulation atmosphérique générale sont explorées. Les résultats montrent que les bassins versants qui composent la zone d’étude montrent des relations distinctes avec les indices de la circulation atmosphérique, notamment atlantiques et méditerranéens. Cela a pour conséquence une évolution climatique et hydrologique différente d’ici la fin du siècle : les bassins versants situés sur la partie orientale de la zone d’étude sont davantage influencés par les indices méditerranéens alors que ceux situés sur la partie occidentale sont davantage influencés par les indices atlantiques. Un second article centré sur cette étude a été soumis au journal Hydrology and Earth System Science. Un autre volet de cette thèse analyse les possibles impacts des changements climatiques sur l’activité agricole majeure de la zone d’étude qui est la viticulture. Pour cela, un travail en amont d’étude de l’évolution des extrêmes climatiques sur la période historique est réalisé. Les résultats de ce travail montrent des augmentations du nombre et intensité des évènements extrêmes de températures incontestables, en revanche peu de changements sont observés pour les extrêmes de précipitations. Un ensemble d’indices bioclimatiques dépendants du paramètre de température est alors utilisé pour explorer l’évolution de la viabilité des activités viticoles dans la région sur la période historique.

If there is one certainty for the sustainable management of water resources is that facing uncertainty is an unavoidable matter. A concern that, in addition to the best available scientific knowledge and models, requires deep insights about the socio relational processes that underlie decision-making. Our objective here is to better understand if and how the socio relational environment in which decisions are made shapes decision-making under uncertainty in common pool water resource management. Our goal is twofold: methodological and analytical. It consists in designing experiments for carrying out uncertainty analysis to explore the influence that the relationships established among decision actors have in making decision choices under uncertainty in management processes. To this end, we developed one experimental game protocol, representing a typical water management scenario: irrigation, which we use to test two different conjectures about the combined effects of uncertainty and relationships. In doing so, we play close attention to the quality of relationships developed among players (acting as water managers), and how these relationships are structured and organized. Initial tests confirmed the importance that the relationships established among players have for coping with uncertainty in managing water resources.

Mountain hydrosystems contribute to the water supply of populations and ecosystems. The water storage dynamics within such hydrosystems is complex, due to a high variability of water stocks in space and time. The deployment of in situ measurement networks is therefore essential to characterize their hydrological functioning. Gravimetry allows a direct monitoring of water storage variations at an intermediate measurement scale. We have implemented such hybrid gravimetric monitoring combining: (i) a continuous monitoring of gravity variations and (ii) relative measurements on a network of 16 stations over a period covering two hydrological cycles in the Strengbach watershed (Vosges). The observed temporal gravity variations are interpreted using a homogeneous hydro-gravimetric model and a physically based distributed hydrological model. It shows that water storage variations are spatially heterogeneous, and that hybrid gravimetry provides distributed measurements allowing to better constrain physically based distributed hydrological models., Les hydrosystèmes de montagne contribuent à l’approvisionnement en eau des populations et des écosystèmes. La dynamique des stocks d’eau au sein de tels hydrosystèmes est complexe, du fait d’une grande variabilité des stocks d’eau dans l’espace et dans le temps. Le déploiement de réseaux de mesures in situ est donc indispensable pour caractériser leur fonctionnement hydrologique. La gravimétrie permet un suivi direct des variations de stock d’eau à une échelle de mesure intermédiaire. Nous avons mis en oeuvre un tel suivi gravimétrique hybride combinant : (i) un suivi continu des variations de gravité et (ii) des mesures relatives sur un réseau de 16 stations sur une période couvrant deux cycles hydrologiques sur le bassin versant du Strengbach (Vosges). On interprète les variations temporelles de gravité observées à l’aide d’un modèle hydro-gravimétrique homogène, et d’un modèle hydrologique distribué à base physique. On montre ainsi que les variations de stock d’eau sont hétérogènes spatialement, et que la gravimétrie hybride fournie des mesures distribuées permettant de mieux contraindre les modèles hydrologiques distribués à base physique.

Irrigating grasslands leads to enormous gains in productivity. In the middle of the summer, irrigation allows plants to carry out aerial morphogenesis and maintain an optimal range of temperatures. In temperate zones, drought6resistant species are those that can mobilise greater amounts of water. In the Mediterranean region, irrigation is the only option during the period of summer stasis, when plants adapted to this climate limit their production ; if the use of irrigation is considered in this region, it should target temperate plant varieties. Recently developed grass varieties are particularly well adapted to take advantage of irrigation. Rain and soil moisture sensors, good soil reserve assessments, and reliable short-term weather forecasts make it possible to create efficient, high-performance irrigation systems that can be closely monitored and used for both grasslands and field crops. However, large-scale irrigation is not possible even if more seeded and natural grasslands are needed to facilitate agroecological transitions. Climate projections and their predicted impacts on surface and groundwater resources offer little hope of increased water availability. A significant number of farmers, including those with grassland-based livestock systems, are likely to face water shortages even as the risk of drought increases. Consequently, improving rainfed systems is key., L’irrigation des prairies permet des gains de productivité qui ne sauraient être surestimés. En plein été, l’apport d’eau permet à la plante de maintenir sa morphogenèse aérienne et sa température dans des gammes optimales. En zone tempérée, les espèces dites résistantes à la sécheresse sont précisément celles qui peuvent mobiliser davantage de ressources en eau. En zone méditerranéenne, l’irrigation est la seule alternative au repos estival pour lequel les variétés adaptées à ce climat restreignent justement leur production. Là aussi, s’il est question d’irriguer, les variétés à considérer sont des variétés tempérées. En effet les variétés récentes de graminées en particulier sont particulièrement adaptées à la valorisation de ces irrigations. L’optimisation des systèmes d’irrigation est possible sur les prairies comme sur les grandes cultures, grâce aux capteurs (pluie et humidité du sol), à de bonnes évaluations de la réserve du sol et à des prévisions météorologiques à court termes fiables. Cela permet des irrigations performantes et bien suivies. Envisager l’irrigation à grande échelle n’est toutefois pas envisageable, malgré l’expansion des prairies semées et naturelles souhaitable pour permettre la transition agroécologique de l’agriculture. En effet, les projections climatiques et l’évaluation de leur impact sur la ressource en eaux de surface ou souterraines ne laissent guère espérer une amélioration des quantités disponibles. C’est pourquoi un grand nombre d’agriculteurs, éleveurs à l’herbe et autres, risquent fort de se trouver sans recours à l’eau possible malgré un accroissement du risque sécheresse. D’où la nécessité d’améliorer les systèmes pluviaux.

International audience; In the context of monitoring and assessment of water consumption in the agricultural sector, the objective of this study is to build an operational approach capable of detecting irrigation events at plot scale in a near real-time scenario using Sentinel-1 (S1) data. The proposed approach is a decision tree-based method relying on the change detection in the S1 backscattering coefficients at plot scale. First, the behavior of the S1 backscattering coefficients following irrigation events has been analyzed at plot scale over three study sites located in Montpellier (southeast France), Tarbes (southwest France), and Catalonia (northeast Spain). To eliminate the uncertainty between rainfall and irrigation, the S1 synthetic aperture radar (SAR) signal and the soil moisture estimations at grid scale (10 km × 10 km) have been used. Then, a tree-like approach has been constructed to detect irrigation events at each S1 date considering additional filters to reduce ambiguities due to vegetation development linked to the growth cycle of different crops types as well as the soil surface roughness. To enhance the detection of irrigation events, a filter using the normalized differential vegetation index (NDVI) obtained from Sentinel-2 optical images has been proposed. Over the three study sites, the proposed method was applied on all possible S1 acquisitions in ascending and descending modes. The results show that 84.8% of the irrigation events occurring over agricultural plots in Montpellier have been correctly detected using the proposed method. Over the Catalonian site, the use of the ascending and descending SAR acquisition modes shows that 90.2% of the non-irrigated plots encountered no detected irrigation events whereas 72.4% of the irrigated plots had one and more detected irrigation events. Results over Catalonia also show that the proposed method allows the discrimination between irrigated and non-irrigated plots with an overall accuracy of 85.9%. In Tarbes, the analysis shows that irrigation events could still be detected even in the presence of abundant rainfall events during the summer season where two and more irrigation events have been detected for 90% of the irrigated plots. The novelty of the proposed method resides in building an effective unsupervised tool for near real-time detection of irrigation events at plot scale independent of the studied geographical context.

International audience; This study presents the evolution of the snow reliability in the 24 alpine ski resorts of the Isère département (Northern French Alps, around Grenoble) over the last decades and its projection into the 21st century, taking into account grooming and snowmaking. The water demand for snowmaking is calculated and can be compared with hydrological simulations of water resource availability, under current and future climate conditions. Over the recent period, snowmaking has significantly improved the snow conditions in seasons with a natural snow deficit. For the middle of the 21st century, climate projections indicate that the expected evolution of snowmaking infrastructure by 2025 should make it possible to stabilize the snow reliability in seasons characterized by a deficit of natural snowfall. At a constant equipment rate, the evolution of water demand due to climate change is of the order of +15% on average in Isère between the recent period and the middle of the 21st century. The study shows that the pressure on water resources appears to not be the most critical point for the implementation of snowmaking, at the scale of the catchment basins in which the Isère ski resorts are located.; Cette étude présente l’évolution de la fiabilité de l’enneigement des 24 domaines de ski alpin du département de l’Isère sur les dernières années et sa projection au XXIe siècle en prenant en compte le damage et la neige de culture. La demande en eau pour sécuriser l’enneigement est ainsi calculée et peut être comparée aux modélisations de disponibilité de la ressource en eau, reconstituée avec un modèle hydrologique, en climats actuel et futur. Sur la période récente, la production de neige de culture améliore nettement les conditions d’enneigement des saisons de déficit d’enneigement. Pour le milieu du XXIe siècle, les projections climatiques indiquent que l’évolution attendue des équipements de neige de culture d’ici à 2025 devrait permettre de stabiliser la fiabilité de l’enneigement des saisons marquées par un déficit de précipitations naturelles. À taux d’équipement constant, l’évolution de la demande en eau liée au changement climatique est de l’ordre de +15 % en moyenne sur l’Isère, entre la période récente et le milieu du XXIe siècle. L’étude indique que la pression sur la ressource en eau n’est pas le point le plus délicat pour la mise en oeuvre de la neige de culture, à l’échelle des bassins versants dans lesquels les stations iséroises sont situées.

International audience; This study presents the evolution of the snow reliability in the 24 alpine ski resorts of the Isère département (Northern French Alps, around Grenoble) over the last decades and its projection into the 21st century, taking into account grooming and snowmaking. The water demand for snowmaking is calculated and can be compared with hydrological simulations of water resource availability, under current and future climate conditions. Over the recent period, snowmaking has significantly improved the snow conditions in seasons with a natural snow deficit. For the middle of the 21st century, climate projections indicate that the expected evolution of snowmaking infrastructure by 2025 should make it possible to stabilize the snow reliability in seasons characterized by a deficit of natural snowfall. At a constant equipment rate, the evolution of water demand due to climate change is of the order of +15% on average in Isère between the recent period and the middle of the 21st century. The study shows that the pressure on water resources appears to not be the most critical point for the implementation of snowmaking, at the scale of the catchment basins in which the Isère ski resorts are located.; Cette étude présente l’évolution de la fiabilité de l’enneigement des 24 domaines de ski alpin du département de l’Isère sur les dernières années et sa projection au XXIe siècle en prenant en compte le damage et la neige de culture. La demande en eau pour sécuriser l’enneigement est ainsi calculée et peut être comparée aux modélisations de disponibilité de la ressource en eau, reconstituée avec un modèle hydrologique, en climats actuel et futur. Sur la période récente, la production de neige de culture améliore nettement les conditions d’enneigement des saisons de déficit d’enneigement. Pour le milieu du XXIe siècle, les projections climatiques indiquent que l’évolution attendue des équipements de neige de culture d’ici à 2025 devrait permettre de stabiliser la fiabilité de l’enneigement des saisons marquées par un déficit de précipitations naturelles. À taux d’équipement constant, l’évolution de la demande en eau liée au changement climatique est de l’ordre de +15 % en moyenne sur l’Isère, entre la période récente et le milieu du XXIe siècle. L’étude indique que la pression sur la ressource en eau n’est pas le point le plus délicat pour la mise en oeuvre de la neige de culture, à l’échelle des bassins versants dans lesquels les stations iséroises sont situées.

En Tunisie, la culture de blé dur en irrigué est pratiquée sur une superficie moyenne annuelle de 48 700 ha, soit environ les deux tiers des superficies céréalières conduites en irrigué. Elle produit en moyenne 180 000 t, soit 20 % de la production nationale de blé dur. Cependant, les rendements réalisés restent toujours en dessous des attentes avec une faible productivité, particulièrement celle de la ressource en eau. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail est d’élaborer un diagnostic opérationnel de fonctionnement des exploitations céréalières irriguées et de mettre en exergue les principaux leviers d’amélioration des performances de la culture du blé dur. Pour ce faire, des enquêtes de terrain ont été menées auprès d’un échantillon de 698 céréaliculteurs. Les données recueillies ont permis d’élaborer une typologie de fonctionnement et d’analyser les performances de la culture du blé dur. Trois systèmes de production types ont été identifiés : un système monocultural basé sur la culture du blé dur, un système diversifié à orientation céréalière et un système diversifié à orientation maraîchère. L’analyse des performances a révélé une disparité nette entre deux niveaux de performance distincts pour chaque système de production. In Tunisia, irrigated durum wheat is grown on an average annual area of 48 700 ha, which represents two-thirds of the irrigated cereal area. It produces an average of 180 000 t, or 20% of national durum wheat production. However, the yields achieved are still below expectations with low productivity, particularly of water resources. In this context, this work aims to draw up an operational diagnosis of the irrigated cereal farms and to highlight the main levers for improving the performance of the durum wheat crop. To this end, field surveys were conducted with a sample of 698 grain farmers. The data collected made it possible to develop a typology of farming systems and to analyze the performance of the durum wheat cultivation activity. Three types of farming systems were identified: A monocultural system based on durum wheat cropping, a diversified cereal-oriented system and a diversified horticulture-oriented system. Performance analysis revealed a clear disparity between two distinct performance levels for each farming system.

The protection of water resources is a real problem facing the authorities of the city of San-Pédro. Faced with a constant deterioration of water resources, local communities and private organizations have opted for the awareness-raising policy of populations around water resources as a means of combating and eradicating this phenomenon. However, it turns out that the implementation of this policy is failing to the point where the destruction of the marine environment is still topical in the city. Thus, this reflection is interested in the tools and means used by local authorities during awareness raising. Next, it seeks to identify the determinants that explain the failure of the awareness-raising activities implemented by the authorities. Finally, this study plans to offer these decision-makers adequate and appropriate tools for a better awareness-raising policy. From a mixed (qualitative and quantitative) survey carried out with the authorities and the populations, it appears that the awareness campaigns in San-Pédro revolve around conferences, cleaning activities and series of exchanges between populations and community agents. The study also reveals that the failure to raise awareness results from the decision-makers' lack of control over the degradation of water resources, their low involvement in the development of awareness-raising policies and the non-ecological behavior of populations. very attached to their economic interests around water resources. To remedy this, knowledge of the target population to be raised and the content of awareness-raising messages are parameters to be taken into account in revitalizing the awareness-raising policy in San-Pédro., La protection des ressources en eau est un véritable problème auquel sont confrontées les autorités de la ville de San-Pédro. Face à une dégradation constante des ressources hydriques, les collectivités locales et organisations privées ont opté pour la politique de sensibilisation des populations autour des ressources en eau comme moyen de lutte et d’éradication de ce phénomène. Cependant, il s’avère que la mise en œuvre de cette politique connait un échec au point où la destruction du milieu marin reste encore d’actualité dans la ville. Ainsi, cette réflexion s’intéresse aux outils et moyens utilisés par les autorités locales pendant la sensibilisation. Ensuite, elle cherche à identifier les déterminants qui expliquent l’échec des activités de sensibilisation mise en place par les autorités. Enfin, cette étude envisage de proposer à ces décideurs, des outils adéquats et appropriés pour une meilleure politique de sensibilisation. A partir d’une enquête mixte (qualitative et quantitative) menée auprès des autorités et des populations, il ressort que les campagnes de sensibilisation à San-Pédro s’articulent autour de conférences, d’activités de nettoyage et de séries d’échanges entre populations et agents des collectivités. L’étude révèle aussi que l’échec de la sensibilisation résulte de la non-maîtrise du système de dégradation des ressources en eau par les décideurs, de leur faible implication dans l’élaboration des politiques de sensibilisation et du comportement non-écologique des populations très attachées à leurs intérêts économiques autour des ressources en eau. Pour y remédier, la connaissance de la population cible à sensibiliser et le contenu des messages de sensibilisation sont des paramètres à prendre en compte dans la redynamisation de la politique de sensibilisation à San-Pédro.

International audience; Mapping irrigated plots is essential for better water resource management. Today, the free and open access Sentinel-1 (S1) and Sentinel-2 (S2) data with high revisit time offers a powerful tool for irrigation mapping at plot scale. Up to date, few studies have used S1 and S2 data to provide approaches for mapping irrigated plots. This study proposes a method to map irrigated plots using S1 SAR (synthetic aperture radar) time series. First, a dense temporal series of S1 backscattering coefficients were obtained at plot scale in VV (Vertical-Vertical) and VH (Vertical-Horizontal) polarizations over a study site located in Catalonia, Spain. In order to remove the ambiguity between rainfall and irrigation events, the S1 signal obtained at plot scale was used conjointly to S1 signal obtained at a grid scale (10 km x 10 km). Later, two mathematical transformations, including the principal component analysis (PCA) and the wavelet transformation (WT), were applied to the several SAR temporal series obtained in both VV and VH polarization. Irrigated areas were then classified using the principal component (PC) dimensions and the WT coefficients in two different random forest (RF) classifiers. Another classification approach using one dimensional convolutional neural network (CNN) was also performed on the obtained S1 temporal series. The results derived from the RF classifiers with S1 data show high overall accuracy using the PC values (90.7%) and the WT coefficients (89.1%). By applying the CNN approach on SAR data, a significant overall accuracy of 94.1% was obtained. The potential of optical images to map irrigated areas by the mean of a normalized differential vegetation index (NDVI) temporal series was also tested in this study in both the RF and the CNN approaches. The overall accuracy obtained using the NDVI in RF classifier reached 89.5% while that in the CNN reached 91.6%. The combined use of optical and radar data slightly enhanced the classification in the RF classifier but did not significantly change the accuracy obtained in the CNNapproach using S1 data.

Les ressources en eaux souterraines en Afrique sahélienne et soudanienne sont plus limitées que dans d’autres régions du globe (faible pluviométrie, forte évapotranspiration et abondance des roches endogènes peu perméables). Ces ressources sont très vulnérables à toute modification de leur environnement. Les prélèvements actuels sont encore réduits (faible densité de population et niveau de vie très bas). Les ressources couvrent ainsi largement les besoins. Il n’en sera plus de même dans les futures grandes villes ou périmètres irrigués. La qualité chimique des eaux est généralement satisfaisante. La qualité bactériologique des eaux est très médiocre et constitue un redoutable problème de santé publique. The groundwater resources are more rare in northern Africa than elsewhere in the world (light rainfall, much evaporation and impervious rocks). These resources are very vulnerable to any alteration in their surroundings. The present pumpings are limited (scarce population, low life style). So the resources exceed widely the water needs. It will be different in the future big cities and irrigation plants. The water chemical quality is generally sufficient. The bacteriological quality is very poor. It is a very important problem for public health.

1 .pdf copy (1 Pag.) of the abstract published by the Organization., The PIRAGUA project, funded by FEDER through the POCTEFA Programme of the EU, addresses the assessment of the hydrological cycle of the Pyrenees in the context of climate change. The goals of the project are to unify and homogenise the existing information, prospect future scenarios, develop indicators of change, and propose adaptation strategies with impact on the territory, with the ultimate goal of supporting investment aimed at adapting to climate change in relation to water resources.

À travers le cas d’étude d’un projet récent d’aménagement paysager multifonctionnel en Thaïlande, cet article fait état du lien entre des processus de développement territorial, notamment en matière de gestion des ressources communes (les common pool resources – ou CPR – décrites par l’économiste Elinor Oström, 1990), et une démarche singulière de projet spatial basée sur une approche transversale et participative des enjeux liés à l’aménagement du paysage et de l’espace bâti. Le processus de conception du projet spatial a ici pour vocation de servir une démarche de développement territorial durable. Ce processus, basé sur une coopération internationale franco-thaïlandaise, sera présenté à travers un projet spatial d’aménagement des berges du lac Nong Han dans la province de Sakhon Nakhon en Thaïlande. Les enjeux liés à ce projet d’aménagement sont spécifiques à ce milieu humide aux équilibres fragiles, et au contexte économique, culturel et social du Nord-Est de la Thaïlande. Through the case study of a recent multi-purpose landscape development project in Thailand, this article shows the relationships between different regional development processes, particularly in the management of common pool resources (CPR) described by the economist Elinor Oström (1990), and a singular spatial project approach based on a transverse and participatory approach to the issues in the development of landscapes and built up areas. The design process for the spatial project is intended to serve as a sustainable regional development approach. This process, based on international cooperation between Thailand and France, will be presented in a spatial project for the development of the shores of Lake Nong Han in Sakon Nakhon province in Thailand. The challenges in this development project are specific to this vulnerable wetland area, and to the economic, cultural and social context of North-East Thailand.

[Departement_IRSTEA]Territoires [ADD1_IRSTEA]Dynamique et fonctionnement des écosystèmes; National audience; L'échec de régénération naturelle ou par plantation est un problème récurrent dans les chênaies à molinie où la compétition pour les ressources entre les deux espèces est particulièrement forte. Un mode de gestion visant à contenir la molinie grâce à l'ombrage des arbres adultes est un moyen de réduire la compétition interspécifique. Cependant, si la compétition avec la molinie diminue, les jeunes chênes sont alors confrontés à une plus forte compétition avec les arbres adultes, notamment pour l'eau dans le sol. Il est donc nécessaire de doser la lumière par le couvert des arbres adultes, pour réduire la croissance de la molinie tout en veillant à ne pas induire une trop forte compétition pour l'eau entre les arbres adultes et les plants de chêne. Selon notre étude expérimentale, une gamme de lumière transmise comprise entre 35 à 45%, correspondant à une surface terrière de 8 à 10 m² par ha, semble permettre ce compromis.

International audience; One of the challenges of eco-efficient agriculture is the development of operational farming practices to increase the level of agricultural production, maximize the efficiency of resource use and reduce environmental impacts. Based on the efficiency frontier concept and the decomposition of resource use efficiency, we used a three-quadrant framework allowing to carry a functional analysis of the cropping system. Using a data envelope approach, we established boundary curves which represent the maximum achievable performances (yield, N uptake) when N is the only limiting factor. This framework has been first implemented and tested using published data from 112 agronomic situations of rainfed durum wheat in experimental fields in northern Syria and then further applied on a data set of 245 agronomic situations of durum wheat in farmers’ fields in two grain-producing regions of Tunisia. The results demonstrated the impact of preceding crops: durum wheat following legumes or vegetable showed a higher potential for N uptake but with only a minor effect on its conversion into grains. This positive effect of diversified rotation on potential N uptake by durum wheat is partly of-set by increased N uptake gaps in farmer’s fields indicating a higher effect of other limiting factors.

A recent trend of literature investigates how international trade compensates or accentuates the differences in countries’ endowments in water resources and whether trade regulation should be used to improve the use of water resources at the global level. In this paper, we develop a simple model establishing a positive link between the demand for irrigation water of agricultural producers and the international price of irrigated goods. Unlike previous works, that focus on the cost of water resources, we emphasize the price of traded goods as a key element of the shadow value of water used in agriculture. We test our model empirically using data on 159 irrigated crops exported by 183 countries, and find that countries’ irrigation behavior is strongly linked to the global price of crops. This indicates that agricultural producers internalize the price of irrigation water. The export price effect is stronger when countries are net exporters of irrigated crops and weaker for internationally traded crops that constitute a pillar of most countries’ domestic food security, such as cereals. Our results provide elements for the broader issue of the economically efficient use of water resources in agriculture., Des travaux récents dans la littérature analysent comment le commerce international attenue ou renforce les différences de dotation en eau entre les pays et si la réglementation du commerce pourrait être utilisée pour améliorer l’utilisation des ressources en eau au niveau mondial. Dans ce papier nous développons un modèle simple identifiant un lien positif entre la demande en eau d’irrigation des producteurs agricoles et le prix international des produits irrigués. Contrairement aux travaux précédents qui s’intéressent au coût des ressources en eau, nous mettons en avant le prix des biens échangés comme un élément central du prix virtuel de l'eau d’irrigation. Nous testons en suite notre modèle à l’aide des données sur 243 produits irrigués exportés par 185 pays et trouvons un lien fort entre le comportement des pays en matière d’irrigation et le prix mondial des produits irrigués. Ce résultat indique que les producteurs agricoles internalisent dans leur décisions le prix de l'eau d'irrigation. L’effet du prix à l’exportation est plus fort lorsque les pays sont des exportateurs nets de cultures irriguées et plus faible pour produits essentiels pour assurer la sécurité alimentaire, tels que les céréales. Nos résultats enrichissent la discussion sur la question plus large de l'utilisation rationnelle d’un point de vue économique des ressources en eau dans l’agriculture.

Cet article s'intéresse à l'estimation du débit le plus fréquent d'un cours d'eau, ou débit modal. Cette variable rarement utilisée en hydrologie apporte pourtant des informations intéressantes sur le fonctionnement des cours d'eau. Nous comparons plusieurs méthodes d'estimation du débit modal, puis nous repositionnons cette valeur par rapport à d'autres variables hydrologiques. Le débit modal apparaît par exemple très éloigné du module, valeur fréquemment utilisée pour caractériser le comportement moyen des cours d'eau, mais qui ne correspond pas à l'écoulement qui a la plus forte probabilité d'être observé. This paper takes an interest on the most frequent flow of a river, i.e. the modal flow. This variable is rarely used in hydrology whereas it could give interesting information about catchments behaviors. In this work we compare several methods of modal flow estimates. The modal flow values are then compared to widely use characteristic flows. We show for example that the modal flow is far from the mean flow which is one of the most common values used to characterize the average behavior of rivers.

International audience; The food and water challenges to be faced in the Mediterranean Basin, particularly those on the southern and eastern shores, are daunting. They form a complex nexus of problems and require policies pursuing several important potentially conflicting goals at the same time: reducing or limiting food import dependency through increased agricultural production in environmentally sustainable ways while protecting the natural resource base and keeping food affordable for poorer populations. The worrisome trends affecting countries on the southern and eastern shores of the common sea can also have seriously negative consequences in the North which explains why the North-South collaboration has a long tradition in the region. But, as the case of water management institutions shows, ineffective advocacy for trade liberalization has led to conflicts and tensions on various issues and has distracted attention from potentially much more fruitful areas of collaboration.

Synthesis note. ENPARD South initiative (European Commission)

This study focuses on Laos, a landlocked nation located in South-East Asia with sub-tropical climate and highly seasonal rainfall distribution. Laos is one of the world’s least developed countries, and currently witnesses an unprecedented level of development that is highly reliant on its natural resources, including groundwater. There is currently very limited data and no nationwide assessment of shallow (

Etudes et synthèses - UMR LAMETA ; S WPES 2012-02; Risque sécheresse et gestion de l’eau agricole en France

De nos jours, la gestion des ressources en eau est un besoin qui s'exprime à tous les niveaux (local, régional, national, international) du fait des conséquences souvent dramatiques d'une pénurie en eau sur le plan humain, économique et politique. Cependant on ne peut bien gérer une ressource que quand elle est connue. Malheureusement les dernières décennies ont vu une réduction considérable des capacités nationales des pays qui se partagent le bassin du fleuve Sénégal, d'assurer le suivi hydrologique du fleuve et de ses affluents et de produire une information de qualité adaptée aux besoins des utilisateurs. Ainsi la connaissance de la ressource en eau et de ses variations saisonnières au niveau du haut bassin, de manière générale, et dans la partie guinéenne du bassin, en particulier, présente des faiblesses à cause des séries de données hydrologiques tronquées ou manquantes. Les chroniques de débit sont souvent lacunaires, discontinues, de courte durée et en conséquence sont difficilement exploitables pour une analyse hydrologique fiable. Dans ce contexte, l'objectif principal de cette étude est de reconstituer les données hydrométriques, surtout dans la partie guinéenne du bassin (ce pays vient de rejoindre l'OMVS en 2006, mais avec des données hydrométriques fragmentaires), en utilisant le modèle GR2M. Cela permet de disposer de séries chronologiques de débits assez longues pour une meilleure estimation des ressources en eau et de leur fluctuation temporelle. À cette fin, on a procédé dans un premier temps à une caractérisation physiographique, puis pluviométrique, du haut bassin. Ensuite, une modélisation hydrologique a permis de réaliser le calage/validation des bassins, grâce au modèle hydrologique GR2M, sur une période de référence. Enfin, nous avons évalué les impacts potentiels d'un changement climatique sur l'évolution des ressources en eau du haut bassin, en utilisant les sorties de quatre modèles climatiques (CSMK3, HADCM3, MPEH5 et NCPCM) issues du dernier rapport de IPCC 2007, sous influence du scénario SRES A2. La caractérisation du régime pluviométrique est basée sur une analyse statistique des pluies annuelles, mensuelles et journalières ; ensuite, une spatialisation des résultats des analyses statistiques a été effectuée. Ces cartes offrent un support de visualisation et de synthèse. Elles permettent de quitter la vision réduite à un point pour une vision globale de la pluie à l'échelle de la zone étudiée. Le calage/validation croisée du modèle a permis de choisir les paramètres qui traduisent le mieux la transformation de la pluie en débit. Une fois ces jeux de paramètres choisis pour chaque bassin, cette version du modèle a été appliquée sur l'ensemble de la série pour simuler les écoulements. Cette opération a permis d'étendre les séries de débits mensuels de trois bassins (Bafing Makana, Dakka Saidou et Sokotoro) de 1923 à 2005. Globalement, le modèle reproduit d'une manière satisfaisante la forme des hydrogrammes observés. Les débits de pointe calculés sont bien situés dans le temps, même s'ils sont parfois sous-estimés (particulièrement pour le bassin de Bafing Makana pour la période allant de 1981 à 1985) ou surestimés. Les étiages, par contre, sont parfaitement reconstitués et on observe une bonne superposition des hydrogrammes des débits observés et calculés. En raison de la variété des bassins (taille, physiographie, états de surface et caractéristiques des sols), qui leur donne une sensibilité différente aux différents termes du climat, les impacts d'un potentiel changement climatique sont variables d'un bassin à l'autre. Ainsi, par rapport aux données observées, les scénarios utilisés prévoient sur nos bassins des variations d'écoulement moyen annuel qui dépendent étroitement des prévisions de précipitation de chaque modèle climatique. Today water resources management is crucial at various scales (local, regional, national and international). This management is encouraged by the extreme hydrological events (droughts or floods) that can have dramatic consequences on human, economic and political aspects. Appropriately managing a resource requires its evaluation. However, over the last years, there was a tremendous decrease in hydrological monitoring capacities in the riverine countries of the Senegal River to produce sufficiently good information to meet end-users requirements on the main river and its tributaries. Thus there are some gaps in the knowledge of water resources and its seasonal variations in the upper Guinean basin due to discontinuous observation series. In this context, the main objective of this thesis was to simulate missing hydrological data using the GR2M model, especially in the upper Guinean basin. To this end, a physiographic and climatic characterization of the upper basin was performed. The pluviometric regime was characterized using a statistical analysis of annual, monthly and daily rainfall, with a spatial analysis of results. The produced maps provide a visualisation and synthesis tool, not only at the local scale but at the scale of the studied zone. Then the GR2M hydrological model was calibrated and validated on a reference period, which served for infilling gaps in monthly flow time series for the Bafing Makana, Dakka Saïdou and Sokotoro catchments over the 1923-2005 period. On average, the model satisfactorily reproduces the shape of the observed hydrographs. Last, we evaluated the potential impacts of climate change on the evolution of water resources on the upper basin using the outputs of four climate models (CSMK3, HADCM3, MPEH5 and NCPCM) from the 2007 IPPC runs based on the A2 SRES scenario. The impacts of climate change on flows differ between catchments due to different sensitivities to the various climatic variables. On the Bafing Makana catchment, an increase of flow is predicted by the year 2030 with then a decrease by the years 2060 and 2090 when using the CSMK3 and HADCM3 models. A continuous decrease is predicted until 2090 when using the MPEF5 model. Only low variations are predicted with the NCPCM model. At the Dakka Saidou station, the four models yield a decrease of flows for the three time horizons (2030, 2060 and 2090). The Sokotoro catchment is different from the two previous ones. On this catchment, an increase of flow is predicted when using the outputs of the CSMK3, HADCM3 and NCPCM models by the years 2030 and 2060. A decrease in predicted flows is obtained only with the MPEH5 model by the year 2060. For this catchment, a decrease of flows is simulated by the year 2090 compared to 2030 and 2060 when using the CSMK5, HADCM3 and MPEH5 models. A comparison of the annual variability of the outputs of the climate models shows that it is similar for the CSMK3, HADCM3 and MPEH5 models on the three catchments. They yield a progressive decrease in flows between 2030 and 2090. The NCPCM model is different and yields a progressive increase of flows between 2030 and 2090 for the three catchments. This model shows the lowest variability but is also the most optimistic in terms of future flows on the upper basin.

© 2017 The Author(s) Forest-driven water and energy cycles are poorly integrated into regional, national, continental and global decision-making on climate change adaptation, mitigation, land use and water management. This constrains humanity's ability to protect our planet's climate and life-sustaining functions. The substantial body of research we review reveals that forest, water and energy interactions provide the foundations for carbon storage, for cooling terrestrial surfaces and for distributing water resources. Forests and trees must be recognized as prime regulators within the water, energy and carbon cycles. If these functions are ignored, planners will be unable to assess, adapt to or mitigate the impacts of changing land cover and climate. Our call to action targets a reversal of paradigms, from a carbon-centric model to one that treats the hydrologic and climate-cooling effects of trees and forests as the first order of priority. For reasons of sustainability, carbon storage must remain a secondary, though valuable, by-product. The effects of tree cover on climate at local, regional and continental scales offer benefits that demand wider recognition. The forest- and tree-centered research insights we review and analyze provide a knowledge-base for improving plans, policies and actions. Our understanding of how trees and forests influence water, energy and carbon cycles has important implications, both for the structure of planning, management and governance institutions, as well as for how trees and forests might be used to improve sustainability, adaptation and mitigation efforts. publisher: Elsevier articletitle: Trees, forests and water: Cool insights for a hot world journaltitle: Global Environmental Change articlelink: http://dx.doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2017.01.002 content_type: article copyright: © 2017 The Author(s). Published by Elsevier Ltd. ispartof: Global Environmental Change vol:43 pages:51-61 status: published

Iran is mostly located in arid and semiarid regions which makes agricultural water management considerably important in this country. In this research the concept of 'water footprint' (WF) is applied at the regional scale for the first time in the country. The calculation framework of Ababaei and Ramezani Etedali (2014) was adopted and modified to better account for the gray and white WFs. The weighted average of each WF component (green, blue, gray and white) and the national total water footprint (NTWF) of the production of main cereals (wheat, barley and maize) were calculated. The NTWF of wheat, barley and maize production were estimated 36,777, 7975 and 3744 million cubic meters (MCM) per year for the period 2006-2012. The ratio of total green WF of three crops to the aggregated NTWF (i.e. all crops) was 43%, and the ratios of the green WF to the NTWF were 47%, 42% and 2% for wheat, barley and maize, respectively. These results show that wheat and barley production are significantly large consumers of the green water resources (i.e. effective precipitation). This implied that there are great opportunities to improve the green water productivity through increasing yield, especially in wheat and barley rain fed lands. The average national green+blue WFs were estimated 24,628, 5,123 and 1,604 MCM per year for wheat, barley and maize, respectively, and 31,356 MCM per year altogether. The ratios of national gray + white WF to the NTWF were also estimated 33%, 36% and 57% for wheat, barley and maize, respectively. These values show the importance of better irrigation management strategies to reduce the share of gray and white WF which is important in both terms of water resources management and environment conservation.

Evaluation zootechnique de la mise en place d'un système laitier agroecologique

International audience; Pour obtenir et maintenir une eau potable qui réponde aux normes, les collectivités locales ont le choix entre deux types d’actions : préventives par la mise en place de périmètres de protection de captages d’eau potable (PPC) ou d’aires d’alimentation de captages (AAC), ou/et curatives qui consistent à traiter les eaux pour satisfaire les exigences réglementaires. La mise en place des actions préventives aboutit à l’instauration de prescriptions sur les activités existantes et futures. Cependant, à l’heure actuelle, la procédure de mise en place des périmètres de protection des captages d’eau potable ne prend pas en compte les impacts financiers et économiques des prescriptions, ce qui pose des problèmes d’acceptabilité de cet instrument mais aussi des difficultés méthodologiques pour l’évaluation des impacts des prescriptions, en particulier celles appliquées au secteur agricole. Le but de cette étude est de répondre à la nécessité de prendre en compte le volet financier et économique dans le cadre des procédures préventives. Ainsi, l’étude propose un protocole d’évaluation socio-économique pour améliorer la procédure PPC. Dans le cadre de ce protocole, nous avons mis en place, d’une part, un ensemble complet de données sur les coûts financiers des mesures agricoles et non agricoles appliquées dans le cadre de ces PPC et, d’autre part, une méthode qualitative basée sur l’analyse des coûts et bénéfices supportés par les acteurs impactés par les PPC.

Global changes have to be taken into account to reach the objective of good water status, laid down by the European Water Framework Directive (2000/60/CE). The 2016-2021 master plan for water development and management of the Rhone-Mediterranean basin (SDAGE Rhône-Méditerranée) set the climate change adaptation as a new basic orientation of the water policy. For the local managers of water resources, this policy is difficult to implement because of a deficit of knowledge and methods. The Crau aquifer (550 km2) supplies water for 300,000 inhabitants, for major economic sectors and for agriculture. 70% of the aquifer recharge depend on irrigated grasslands (14,000 ha) with water derived from the Durance River. Located in coastal area, the south part of aquifer is sensitive to saltwater intrusions, which are mainly controlled by recharge conditions. But at medium term these recharge conditions could be affected by global changes, e.g. the decrease of water availability from the Durance River and the decrease of irrigated grassland surfaces due to urban sprawl. The local public manager of the Crau aquifer (SYMCRAU) has defined with the stakeholders an action plan ("contrat de nappe de la Crau") to anticipate global changes and propose adaptation solutions. Collaborations with research institutes have been developed to study global changes processes and better forecast their local impacts. A numerical model of surface drainages and groundwater flows allows quantifying the sensitivity of the resource to global changes. Special protection areas were identified to protect future of drinking water supply. Additional studies are scheduled to assess the impact of recharge decrease on saltwater intrusions and on wetland ecosystems. A project is planned to define the conditions for a sustainable adaption of irrigation practices to global changes. This program provides knowledge and methods to adjust policy to local challenges and to support stakeholders in its implementation.

This article identifies determinants of the decentralisation processes and performances of river basin management decentralisation in Sub-Saharan Africa, using an institutional analysis framework applied to primary data from twenty-seven river basins in the region. Main findings suggest that water scarcity is a major stimulus to the reform; that water user associations, if not well prepared and trained, may deter the decentralisation process and being part of an existing treaty over an international basin helps foster the process for domestic basins that are part of an international basin. Conditions improving decentralisation process performance include: scarcity of water resources, longer period of implementation, bottom-up creation and appropriate budgetary support of the river basin organisation. Due to the sample size our findings can be seen as suggestive for decentralisation policy in remaining river basins across the continent and elsewhere.

West and East Africa experience high vari- ability of rainfall that is expected to increase with climate change. This results in fluctuations in water availability for food production and other socioeconomic activities. Water harvesting and storage can mitigate the adverse effects of rainfall variability. But past studies have shown that when investments in water storage are not guided by environ- mental health considerations, the increased availability of open water surface may increase the transmission of water- related diseases. This is demonstrated for schistosomiasis associated with small reservoirs in Burkina Faso, and for malaria in Ethiopia around large dams, small dams, and water harvesting ponds. The concern is that the rush to develop water harvesting and storage for climate change adaptation may increase the risk for already vulnerable people, in some cases more than canceling out the benefits of greater water availability. Taking health issues into account in a participatory approach to planning, design, and management of rainwater harvesting and water storage, as well as considering the full range of water storage options would enable better opportunities for enhancing resilience against climate change in vulnerable populations in sub-Saharan Africa.

Livelihoods in the Niger River basin rely mainly on rainfed agriculture, except in the dry extreme north. Low yields and water productivity result from low inputs, short growing seasons, dry spells, and excessive water. The overlap of traditional and modern rules impedes secure access to water and investments in agriculture by generating uncertain land tenure. Improved agriculture and water management require technical, sociological, and regulatory changes to address the wider causes of poverty. Illiteracy and poor water quality, both correlated with high infant mortality, are pressing problems. Rapidly increasing population, climatic changes and dam construction contribute to rural vulnerability.

Comme dans la plupart des régions, les zones arides ont bénéficié de plusieurs vagues d'aménagements hydroagricoles durant la seconde moitié du XX e siècle pour ralentir, stocker et rendre accessibles des écoulements sporadiques et violents peu utilisables par des ouvrages au fil de l'eau. Cette succession d'aménagements superposés est souvent mal valorisée comme le montrent divers bilans réalisés dans des bassins du Centre tunisien et du Nord Mexique où les retenues collinaires favorisent, avant tout, les pertes évaporatoires. Sur la base de ces constats, les gouvernements ont cherché à améliorer la gestion technique des ouvrages en favorisant les transferts d'eau vers les réservoirs souterrains et cherchent à mobiliser les ressources en eau non conventionnelles avec quelques succès, mais seulement dans des situations spécifiques en raison de leurs coûts élevés (désalinisation), d'une difficile acceptation (réutilisation des eaux usées) ou de leur volume peu important (eau atmosphérique). Toutes ces initiatives n'ont pas arrêté la surexploitation des nappes phréatiques, et peu à peu se mettent en place plusieurs initiatives pour diminuer la demande en eau tout en augmentant la production alimentaire. Cette nouvelle politique finance l'installation des techniques d'irrigation économes (aspersion, goutte-à-goutte, polymères gonflants, conduites verticales, etc.) pour remplacer l'irrigation gravitaire majoritairement utilisée. Après quelques années, il faut bien reconnaître que l'impact de ces nouvelles techniques est moins important que prévu soit à cause d'une utilisation inadéquate, soit par le fait de nouveaux comportements qu'elles ont suscités. Actuellement, les pouvoirs publics testent des outils complémentaires économiques et réglementaires pour rendre plus efficaces ces changements techniques.

International audience; Cet article présente une méthode basée sur une approche participative impliquant un système d'aide à la décision et un jeu de simulation pour améliorer la discussion entre les acteurs et de faciliter l'émergence de solutions, compromis acceptables dans la gestion de l'eau. Un exemple est fourni pour illustrer comment la méthode peut être appliquée en utilisant les données d'un périmètre irrigué en Tunisie. C'est un bon exemple de conflit entre les gestionnaires de barrage, les agriculteurs et l'administration concernant la répartition de l'eau. Tout d'abord, le modèle global est présenté avec les résultats d'un certain nombre de scénarios. Ensuite, est présenté un jeu de simulation mis au point pour construire rapidement des scénarios en collaboration avec les décideurs.

International audience; La deuxième partie de la série sur les violences hydrauliques, amorcée dans le numéro de mars de la revue Futuribles, se poursuit ici avec l'examen du cas israélo-palestinien. L'auteur montre ainsi combien, malgré une concentration d'eau importante en Cisjordanie, la population palestinienne se trouve dans une situation de précarité hydraulique. Cela est dû principalement à la main mise d'Israël sur une grande part des ressources en eau de la région et sur leur gestion ainsi qu'à son niveau de recours à l'irrigation dans le domaine agricole. Il suggère une rétrocession aux Palestiniens d'une partie de l'eau captée par les Israéliens dans le cadre d'accords de paix. Israël pourrait diminuer les productions aquavores ou sous traiter une partie de sa production agricole aux Palestiniens avec l'apport en eau nécessaire

Cet article est une traduction de : Changement climatique et ressource en eau en Himalaya [http://journals.openedition.org/rga/2850]; International audience; In the Himalayas, where the increase in temperatures is higher than the world average, climate change is expected to impact water resources in a particularly significant manner. Whereas climate specialists using measurements and simulations play down this statement by underlining uncertainties and differences between the west and east of the range, the media and development agencies tend to paint a uniform picture of a water shortage now and in the future. As part of an interdisciplinary programme (glaciology, hydrology, agronomy, geography) in the Koshi basin in Nepal, we discuss these remarks, while stressing the need to distinguish between situations according to the geographical units and to take into account the cultural, social and economic context when addressing this subject. The investigations that we carried out at four fieldwork sites, which are representative of Nepalese milieus, aimed to find out whether populations noticed any variations in water resources that affected their practices (farming, livestock breeding, tourism) and if they attributed them to climate change. Our results show contrasting situations and changes in practices with no obvious connection to the climate. Among other things, they provide information about snow, a parameter that has been measured incorrectly and underestimated in simulations, and they show that populations are more affected by fluctuations in rainfall patterns than by the melting of glaciers and the snow cover. Lastly, they highlight the geographical units and population groups most likely to be affected by climatic variations.; En Himalaya, où la hausse des températures est plus élevée que la moyenne mondiale, les répercussions du changement climatique sur la ressource en eau devraient être particulièrement importantes. Tandis que les spécialistes du climat utilisant mesures et simulations nuancent ce constat en soulignant incertitudes et différences notoires entre l’ouest et l’est de la chaîne, médias et organismes de développement tendent à donner l’image uniforme d’un déficit en eau actuel et à venir. Dans le cadre d’un programme interdisciplinaire (glaciologie, hydrologie, agronomie, géographie) sur le bassin de la Koshi au Népal, nous discutons ces propos en montrant la nécessité de distinguer les situations en fonction des unités géographiques et d’intégrer dans les approches sur ce sujet le contexte culturel, social et économique. Nos enquêtes, réalisées sur quatre terrains représentatifs des milieux népalais, ont eu pour objectif de savoir si les populations constataient des variations de la ressource en eau affectant leurs pratiques (agriculture, élevage, tourisme) et si elles les attribuaient à des changements du climat. Nos résultats montrent des situations contrastées et des changements de pratiques sans relation évidente avec le climat. Ils apportent, entre autres, des informations sur la neige, paramètre mal mesuré et sous-estimé dans les simulations et montrent que les populations sont plus affectées par les fluctuations des régimes pluviométriques que par la fonte des glaciers et du manteau neigeux. Enfin, ils mettent en exergue les unités géographiques et les groupes de population les plus susceptibles d’être affectés par des variations climatiques.

With rapid intensification of agricultural catchments in Northern Thailand a suite of environmental issues has surfaced. The Integrated Water Resources Assessment and Management (IWRAM) project was instigated in response to these issues. The project developed a Decision Support System (DSS) for the exploration of biophysical and socio-economic impacts of water resource use options. The IWRAM-DSS is comprised of a ‘Biophysical Toolbox’ that can be implemented alone and an ‘Integrated Toolbox’ that links socio-economic models with the Biophysical Toolbox to explore economic trade-offs and impacts of various scenarios. The Biophysical Toolbox is comprised of three modules—the CATCHCROP crop model, a hydrologic module based upon the IHACRES rainfall-runoff model, and a Universal Soil Loss Equation (USLE) approach modified to suit conditions in Northern Thailand. This paper describes the Biophysical Toolbox and runs forest conversion, land management, and climate scenarios to demonstrate the potential of this tool in exploring the environmental effects of land and water management options.

Les principaux résultats obtenus dans le cadre du projet CLIMASTER visent à contribuer au débat sur le changement climatique dans le Grand Ouest de la France. Des analyses de différentes longues chroniques ont porté sur l’évolution climatique en cours. Les analyses sur les températures montrent qu’un degré a été « gagné » en moyenne sur les cinquante dernières années. Sur les précipitations, on note des tendances saisonnières opposées, avec une augmentation l’hiver et une diminution l’été, surtout au nord du Grand Ouest. Vis-à-vis de l’agriculture, des travaux originaux sur les jours agronomiquement disponibles ont été réalisés. Les tendances actuelles et passées des systèmes de culture ont été aussi abordées à partir des chroniques spatiales d’occupation du sol sur des données de télédétection innovantes, sur une décennie. La capacité des acteurs agricoles à prendre en compte l’impact du changement climatique a été caractérisée à partir d’enquêtes, de séminaires d’échanges et de réflexions prospectives au sein de groupes d’agriculteurs. En contrepoint, des enquêtes avec les acteurs de l’eau ont été également réalisées. En conclusion, l’ensemble des travaux de CLIMASTER, les méthodes choisies, le corpus de connaissances élaboré sont là pour « donner à penser » le changement climatique dans le Grand Ouest., We describe the methods and the main results obtained in the framework of the climaster project with the aim of contributing to the debate on climate change in the Grand Ouest (western part) of France. Concerning the climate, past long term series make it possible to analyse current climate change. One degree of temperature is the mean increase over a fifty-year period. The rainfall data show a seasonally contrasted trend, with an increase in winter and a decrease in summer, especially in the northern part of the Grand Ouest. Concerning agriculture: an original work has been carried out on the agronomic useful days. The current and past trends of land use and land cover concerning innovative remote sensing methods over a decade are discussed. The ability of agricultural stakeholders to take into account the impact of climate change has been approached by surveys, seminars of prospective studies and exchanges among farmer groups. Investigations concerning water stakeholders have been also made for comparison. In conclusion, the work done, the methods used and the body of knowledge built all contribute to a way of considering climate change in the Grand Ouest.