Soutenance mémoire
Les concepts de performance des systèmes irrigués
La performance est une notion relative qui consiste à atteindre des objectifs donnés, en disposant de ressources forcément limitées et dans un environnement soumis à des changements. Murray-Rust et Snellen (1993) distinguent deux types de performances; la performance opérationnelle qui s‘intéresse à mesurer à tout moment si les objectifs sont atteints, pour répondre à la question: « est-ce que je fais les choses bien? » et la performance stratégique, ou « performance de fonctionnement » qui évalue, à plus long terme, si les ressources disponibles sont utilisées pour atteindre efficacement les objectifs, pour répondre à la question: « est ce que je fais les bonnes choses? ». Dans ce cas, les objectifs peuvent être comparés à des standards adaptés aux conditions du site étudié.
La performance est exprimée par différents types d‘indicateurs. Ces indicateurs traduisent les objectifs spécifiques d‘un système. Leur élaboration est un moyen de communiquer la mission et la stratégie de ce système pour canaliser les ressources vers la réalisation de ces objectifs. Un indicateur est considéré comme étant approprié s‘il correspond au critère de performance pertinent, qui peut être quantitatif ou qualitatif. La performance peut être exprimée en termes d‘efficience et d‘efficacité. L’efficience met en relation les résultats obtenus et les moyens utilisés (ou les coûts engendrés). Elle permet de répondre à la question: « est-ce que les résultats sont suffisants compte tenu des moyens utilisés? ». L’efficacité met en relation les résultats obtenus et les objectifs fixés C’est une notion relativement nouvelle en sciences de gestion, et complexe si l’on considère ses différentes dimensions et les différentes approches existantes pour la mesurer. La délimitation entre efficience et efficacité se fait par les notions de non oisiveté des ressources (plein emploi) et de non gaspillage (utilisation de la juste quantité nécessaire, pas plus) (Guerrien, 2002). En d’autres termes, l’efficacité requiert l’atteinte des objectifs, tandis que l’efficience introduit la minimisation des ressources employées. L’objectif ultime de l‘évaluation de la performance est de réaliser des institutions efficientes et efficaces qui se traduisent par un feedback pertinent à différentes échelles (Akbari et al., 2007).
Dans le secteur agricole, plusieurs approches ont été proposées pour l‘analyse et l‘évaluation de la performance des systèmes irrigués. Ces approches traitent, séparément ou à la fois, des aspects hydraulique, agronomique, économique, environnemental, social et organisationnel (Clemmens et al.,2000). Nous allons analyser individuellement les aspects hydrauliques, agronomiques et économiques puis l‘aspect synthétique ou global de la performance. Nous avons orienté cette analyse bibliographique vers l‘identification des limites des différentes approches.
Performance hydraulique
La performance hydraulique des systèmes irrigués est exprimée en termes d‘efficience basée sur les quantités d‘eau mesurées à différents points du système de distribution de l‘eau. Le rapport des quantités en amont et en aval définit l‘efficience d‘une partie bien déterminée du système. L‘objectif principal de l‘engineering en irrigation était toujours d‘augmenter ces efficiences (Akbari et al., 2007). Plusieurs indicateurs ont été déterminés pour exprimer la performance hydraulique des systèmes irrigués. Levine (1982) a présenté un indicateur de l‘offre de l‘eau défini comme le rapport de l‘offre totale en eau à la demande en eau des cultures. Mais si cet indicateur reflète le niveau de satisfaction de la demande en eau, il ne reflète pas si les cultures ont reçu l‘eau en temps opportun. De même, la performance des systèmes d‘irrigation est analysée en appliquant des modèles de bilan hydrique et dont les indicateurs de performance sont basés sur des valeurs moyennes pour l‘ensemble du périmètre irrigué (Kloezen et Garcés-Restrepo, 1998; Molden et al., 1998; Burt et Styles, 1999). Mais cette procédure ne reflète pas d‘une façon précise les pratiques d‘irrigation réelles, comme elle ne met pas en relief les différences des pratiques des irrigations entre les agriculteurs, sauf si les volumes d‘eau par parcelle sont accessibles pour caractériser la variabilité qui existe entre agriculteurs (Lorite et al., 2004).
Il n‘y a pas d‘indicateur unique qui permette de définir à lui seul et de façon appropriée la performance hydraulique d‘un système d‘irrigation sur une parcelle. Si l‘objectif du système hydraulique est de maintenir un niveau de teneur en eau dans le sol favorable à la croissance des plantes dans un contexte d‘économie d‘eau, les critères de qualité d‘un arrosage dépendent de la quantité d‘eau stockée dans la zone racinaire, de celle percolée sous cette zone, des pertes en colatures lorsqu‘elles existent, de l‘uniformité d‘application et de l‘importance de la zone sous irriguée après un arrosage. Les indicateurs les plus souvent utilisés sont des indicateurs d‘uniformité et des indicateurs d‘efficience.
Indicateurs d’uniformité
Selon Burt (2000), l‘accroissement des rendements serait le plus souvent dû à une amélioration des uniformités d‘arrosage, d‘où l‘importance de cet indicateur de performance, pour lequel différents protocoles standards de mesure existent dans la littérature. Plusieurs paramètres on été utilisés comme indicateurs d‘uniformité d‘application de l‘eau. Les plus utilisés sont l‘uniformité de distribution (UD) et le coefficient d‘uniformité (CU) (Heermann et al., 1990).
Uniformité de distribution
L‘uniformité de distribution (DU) est définie, en irrigation de surface, par le rapport de la hauteur d‘eau moyenne infiltrée sur le quart le moins arrosé de la placette de mesure (Zlq) à la hauteur d‘eau moyenne infiltrée sur l‘ensemble de la placette (Zav).
Selon Pereira (1999), l‘uniformité de distribution dépend :
– en irrigation de surface, de la conception du réseau et des variables qui caractérisent une irrigation (débit de la raie, temps d‘irrigation, pente, rugosité, caractéristiques physiques du sol, forme de l‘élément d‘irrigation, longueur de l‘élément d‘irrigation).
– en irrigation par aspersion, de la pression de service, de la variation de cette pression durant l‘irrigation, de l‘espacement entre les asperseurs, de la nature des buses, des caractéristiques de l‘asperseur et de la vitesse du vent.
– en irrigation localisée, de la pression au niveau des distributeurs ainsi que sa variation, des caractéristiques des distributeurs et leur sensibilité à la variation de la pression et à l‘obstruction.
En irrigation par aspersion, il est plus fréquent d‘utiliser le coefficient d‘uniformité introduit par Christiansen (1942) :
CU = 100 (1 – SD/M)
où SD est l‘écart type (standart deviation) et M la moyenne des hauteurs d‘eau mesurées à l‘aide de pluviomètres disposés au centre des mailles d‘un réseau quadrillant la parcelle ou l‘élément de parcelle étudiée. Le CU permet de caractériser la qualité de l‘application d‘eau, sachant que, pour une dose requise donnée, l‘uniformité de son application est fortement conditionnée par la vitesse du vent et le système d‘irrigation utilisé. Par exemple, sous pivot, l‘uniformité d‘application peut être largement supérieure à celle des autres systèmes (couverture totale ou intégrale).
En irrigation localisée, le CU s’exprime de la même manière que pour l’irrigation par aspersion, en remplaçant les hauteurs d‘eau mesurées par les débits des distributeurs.
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Table des matières
Introduction générale
Chapitre 1 : Les concepts de performance des systèmes irrigués
1.1. Introduction
1.2. Performance hydraulique
1.2.1. Indicateurs d‘uniformité
1.2.2. Indicateurs d‘efficience hydraulique
1.3. Performance agronomique
1.3.1. Rendement (t/ha)
1.3.2. Productivité de l‘eau et efficience de l‘utilisation de l‘eau
1.4. Performance économique
1.4.1. Productivité
1.4.2. Notion d’efficience
1.5. Dimension transdisciplinaire de la performance
1.5.1. Cadre théorique des questions d‘optimisation
1.5.2. Caractérisation de la fonction de revenu duale
Chapitre 2: Les périmètres irrigués de la basse vallée de la Medjerda: Une situation actuelle préoccupante
2.1. Périmètres irrigués de la vallée de la Medjerda : historique
2.2. Infrastructure hydraulique et gestion de l‘eau
2.3. Une situation actuelle préoccupante
2.4. Le périmètre irrigué de Borj Toumi: un système hydraulique contrasté
2.5. Conclusion
Chapitre 3 : Evaluation et analyse de la demande en eau dans le périmètre de Borj Toumi-Tongar
3.1. Introduction
3.2. Matériel et méthodes
3.2.1. Enquête de structure et typologie des exploitations
3.2.2. Méthode de calcul de la demande en eau d‘irrigation à l‘échelle du périmètre
3.3. Résultats
3.3.1. Occupation du sol et techniques d‘irrigation utilisées
3.3.2. Typologie des exploitations
3.3.3. Besoins nets en eau des cultures installées
3.3.4. Capacité du réseau et besoin en eau d‘irrigation du périmètre
3.4. Discussion
3.5. Conclusion
Chapitre 4 : Evaluation des indicateurs de performance hydraulique
4.1. Introduction
4.2. Doses appliqués, efficiences et uniformité
4.2.1. Doses appliquées
4.2.2. Efficience et uniformité de distribution
4.4. Discussion
4.5. Conclusion
Chapitre 5 : Analyse de la performance des systèmes irrigués dans une approche globale à l‘échelle de la parcelle
Résumé
Abstract
5.1. INTRODUCTION
5.2. Materials and methods
5.2.1. Case study and data survey
5.2.2. Hydraulic indicators
5.2.3. Analysis of techno-economic data
5.2.4. DEAP Program
5.2.5. Statistics
5.3. Results
5.3.1. Hydraulic results
5.3.2. Conventional economic indicators
5.3.4. Efficiency scores
5.3.5. Analysis of efficiency scores
5.4. Discussion
5.5. CONCLUSION
Conclusion générale
