Représentation et simulation des pratiques culturales des agriculteurs à l'échelle régionale pour estimer la demande en eau d'irrigation Application à un basin versant maïsicole du sud-ouest de la France…

Laure Maton

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
N° d'ordre :2353 THESE présentée pour obtenir LE TITRE DE DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE École doctorale : SEVAB Spécialité : Fonctionnement des écosystèmes et agrosystèmes par Melle Laure Maton Titre de la thèse Représentation et simulation des pratiques culturales des agriculteurs à l'échelle régionale pour estimer la demande en eau d'irrigation Application à un basin versant maïsicole du sud-ouest de la France… Soutenue le 29 juin 2006 devant le jury composé de : M. Philippe Grieu Président MM. Jean-Pierre Amigues Directeur de thèse Delphine Burger-Leenhardt Encadrante de thèse François Papy Rapporteur Guillermo Flichman Rapporteur Chantal Gascuel Membre Jean-Daniel Rinaudo Membre invité

• représentation de la diversité des pratiques culturales


• directive cadre


• agricole utile


• pratique de l'irrigation


• perspectives pour l'évaluation de scénarios prospectifs dans le cadre du changement de politique agricole


• aep alimentation en eau potable

Sujets

• Mottet
• Goulard
• Lacroix
• Nicolas Chédeville

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 juin 2006
• Nombre de lectures: 25
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

N° d’ordre :2353




THESE


présentée

pour obtenir

LE TITRE DE DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE



École doctorale : SEVAB

Spécialité : Fonctionnement des écosystèmes et agrosystèmes


par Melle Laure Maton



Titre de la thèse Représentation et simulation des pratiques culturales des agriculteurs à
l’échelle régionale pour estimer la demande en eau d’irrigation
Application à un basin versant maïsicole du sud-ouest de la France…



Soutenue le 29 juin 2006 devant le jury composé de :


M. Philippe Grieu Président

MM. Jean-Pierre Amigues Directeur de thèse
Delphine Burger-Leenhardt Encadrante de thèse
François Papy Rapporteur
Guillermo Flichman Rapporteur
Chantal Gascuel Membre
Jean-Daniel Rinaudo Membre invité


RESUME
Les pratiques culturales sont un élément déterminant des prélèvements d’eau pour
l’irrigation. Or ces pratiques sont elles-mêmes conditionnées par le contexte pédoclimatique
et le contexte d’exploitation. Il est donc important pour la simulation de scénarios décrivant
l’évolution du climat et des exploitations irrigantes de bien représenter ces pratiques au sein
de modèles visant à estimer la demande régionale en eau d’irrigation à moyen terme. Tel est
l’objectif de la thèse.
La démarche suivie durant la thèse est le résultat d’une double contrainte résultant de
l’étendue considérée: (a) la représentation de la diversité des pratiques culturales et (b) la
simplification de cette diversité. Elle a consisté à (i) identifier la diversité des pratiques
culturales par confrontation de différents types de données (expertise, entretiens, calendriers
culturaux obtenus par enquêtes postales, pratiques recommandées), (ii) formaliser les
pratiques sous forme de stratégies par analyses multivariées et classification ascendante
hiérarchique et (iii) rechercher des indicateurs de leur distribution spatiale à travers différents
types de déterminants facilement accessibles à l’échelle régionale. Il a été choisi de simplifier
les processus représentés en se concentrant sur la culture ayant le plus d’influence sur la
demande en eau (le maïs grain) et en étudiant deux interventions techniques (le semis,
l’irrigation) et un choix technique (le choix de la précocité des variétés) au sein de l’itinéraire
technique. Le terrain d’application est un bassin versant irrigué des coteaux de Gascogne au
sein du système Neste. Les données sur les pratiques culturales à l’origine du modèle ont été
acquises entre 2000 et 2004.
A partir des résultats d’analyse des pratiques culturales, un modèle permettant d’estimer
les dates de semis, les précocités semées, les densités de semis et les surfaces semées pour le
maïs une année au sein de la zone a été développé. L’estimation est stochastique et se fait en
fonction de variables décrivant les systèmes de production et les conditions météorologiques
de l’année. Couplé à un modèle bio-décisionnel pré-existant simulant la pratique de
l’irrigation et le développement des plantes à l’échelle parcellaire, il permet l’estimation de la
demande régionale en eau par agrégation des résultats obtenus pour chaque parcelle. Ce
modèle a été évalué grâce aux données observées obtenues par une enquête postale réalisée en
2005. Les résultats de comparaison des données observées et simulées montrent que
l’estimation de la demande en eau est correcte.
Par rapport aux modèles développés jusque là, ce modèle permet l’estimation de la
variabilité de la demande en eau et ouvre des perspectives pour l’évaluation de scénarios
prospectifs dans le cadre du changement de politique agricole commune et de l’évolution du
climat. La représentation et la simulation des pratiques culturales à l’échelle régionale réalisée
pendant la thèse sont une contribution aux travaux de spatialisation des systèmes de culture.


1 Abstract
ABSTRACT
Agricultural practices are a key-element to determine the irrigation water requirements.
These practices depend both on soil and climate and on the general context of the farm
enterprise. If one wants to simulate the evolution of the irrigation water demand at a regional
scale due to some modifications of climate or farm enterprise, it is then important to provide a
correct representation of the agricultural practices within the simulation model. This is the
main goal of the thesis.

Our approach is the result of two different questions linked to the spatial scale of the study:
(a) how to represent the diversity of the agricultural practices, (b) how to simplify this
diversity. Three steps have been followed: i) identification of the diversity of the agricultural
practices using different sources of data (expertise, interviews, agricultural practices calendar
from mail surveys, advisors proposition); ii) analyses of these data with multivariate analyses
and hierarchical classifications in order to express strategies; iii) identification of key-
determinants part of regional databases that may be used to provide a spatial representation of
these strategies. Some simplifications have been made: to focus only on irrigated corn (main
irrigated crop in surface and in volume in the study area), to analyse only sowing and
irrigation practices as the two main practices within the crop management systems that build
the irrigation water demand. The choice of corn precocity is also integrated in the analysis.
The study area is a watershed in the Gascogne region part of the Neste system. Agricultural
practices were gathered between 2000 and 2004.

From the results of the three previous steps, a model (SIMITKO) has been built that allows
to estimate the sowing date, the choice of corn precocity, the sowing density and the area
sown a given year. The model is stochastic and uses as input data some variables describing
the production system and the climatic data of the given year. SIMITKO is linked to an
existing biodecisional model (MODERATO) aimed at simulating corn irrigation strategies.
This linkage provides an estimation of the regional water demand for irrigation through the
aggregation of simulated demands at a plot scale. The model is evaluated on independent data
obtained by a mail survey in 2005. Simulated and observed data are closed.

Contrarily of pre-existing models, our model allows to estimate the variability of the
irrigation water demand at a regional scale and may be used to test CAP or climate
modifications. This work is part of a more general question on how to give a spatial
representation of cropping systems.


2 Remerciements
REMERCIEMENTS
C’est plus de 10 mois après avoir soutenu ma thèse que je rédige enfin ces remerciements… La
vie est ainsi faite, parfois.
Mes remerciements vont directement à Jacques-Eric Bergez et Delphine Burger-Leenhardt qui
m’ont accompagnés durant ma période de thèse et qui, depuis, ont tout fait pour que le travail
effectué donne naissance à des publications.
Merci Jacques-Eric pour ton regard scientifique à la fois pointu, critique et bienveillant, pour ton
aide constructive (et toujours trop optimiste coté timing !) notamment à la rédaction des articles, à
l’encadrement des stagiaires et pour ton aide infaillible et indipensable pour l’élaboration du
modèle SIMITKO. Merci enfin pour ton soutien.
Merci Delphine pour ton courage d’avoir lancé ce sujet de thèse, à l’origine mi économie-mi
agronomie, et d’y avoir cru jusqu’au bout malgré l’évolution constante, ou presque, de la
problématique (du moins dans ma petite tête !). Merci pour ta rigueur scientifique, ta droiture et
pour ta relecture efficace et toujours positive de la thèse.

Mes remerciements vont ensuite à Michel Goulard et Frédéric Garcia pour leur disponibilité
pendant ces trois années et quelques…et pour leur aide méthodologique de grande qualité.
Merci à tous les quatre pour le bagage méthodologique que vous m’avez transmis au fil du temps,
bagage que j’espère pouvoir entretenir...

Je remercie François Papy pour son rapport, fin, de la thèse et pour les trois discussions que nous
avons eues au cours de la thèse ; elles ont été de véritables points de repères pour moi. Merci
également à Guilhermo Flichman, Chantal Gascuel et Jean-Daniel Rinaudo.
Je remer