Exploring regional irrigation water demand using typologies of farms and production units: an example from Tunisia

La plupart des méthodes utilisées pour prédire la consommation d'eau d'irrigation à l'échelle régionale sont fondées sur des modèles biophysiques et les assolements. Leur objectif est de fournir des estimations précises de la "demande d'eau" qui sont utiles pour la gestion des ressources en eau. Toutefois, dans le cas du libre accès à la ressource en eau, par exemple le pompage dans une nappe phréatique, il est seulement possible d'éviter la surexploitation au travers d'une "gestion" de la demande de l'eau basée sur les choix des agriculteurs et leurs comportement. Dans ce papier, nous proposons un cadre d'analyse pour représenter les activités agricoles en utilisant des typologies des exploitations agricoles et des unités de production agrégées à l'échelle régionale. Ce cadre peut être utilisé pour estimer la consommation d'eau d'irrigation et d'autres intrants, ainsi que la production agricole. Ce cadre peut également être utilisé pour évaluer les effets d'une technique, d'une mesure économique ou de changements institutionnels sur le revenu agricole, et de prévoir les conséquences de ces changements à l'échelle régionale. Nous avons utilisé cette méthode en Tunisie centrale pour estimer la demande en eau d'irrigation en 1999. Nous avons ensuite simulé les changements qui se produiraient si l'irrigation au goutte à goutte a été adoptée. Les résultats de la simulation a montré des économies d'eau et de main-d'½uvre, et une augmentation des rendements, avec une fertigation. Ainsi, l'utilisation de l'irrigation au goutte à goutte peut permettre aux agriculteurs d'étendre leurs superficies irriguées en goutte à goutte. Nous avons ensuite simulé l'adoption généralisée de l'irrigation au goutte à goutte et l'extension des zones irriguées: les résultats n'ont pas montré de baisse de besoins en eau à l'échelle régionale. Ces hypothèses ont été confirmées en 2005 en utilisant de nouvelles typologies pour évaluer la nouvelle demande en eau d'irrigation. Nous avons également simulé les effets de changements économiques sur les revenus agricoles. Une augmentation importante du coût de l'eau a touché une minorité d'exploitations, qui a consommé seulement 17% du total de l'eau d'irrigation, tandis qu'une légère diminution des prix de la pastèque et melon a touché une majorité des exploitations agricoles, qui a consommé 78% du total de l'eau d'irrigation. Les outils de gestion de la demande en eau des doivent donc se concentrer sur les effets d'une technique, des mesures économiques, ou de changements institutionnels et sur les choix des agriculteurs.GESTION DE L'EAU;MODELISATION;EAU D'IRRIGATION;AGRICULTEUR;IRRIGATION GOUTTE A GOUTTE;DEMANDE EN EAU;REGIONAL WATER DEMAND;FARMERS' CHOICES;FARMING SYSTEM;MODELING

Potential of semi-structural and non-structural adaptation strategies to reduce future flood risk: Case study for the Meuse

Flood risk throughout Europe has increased in the last few decades, and is projected to increase further owing to continued development in flood-prone areas and climate change. In recent years, studies have shown that adequate undertaking of semi-structural and non-structural measures can considerably decrease the costs of floods for households. However, there is little insight into how such measures can decrease the risk beyond the local level, now and in the future. To gain such insights, a modelling framework using the Damagescanner model with land-use and inundation maps for 2000 and 2030 was developed and applied to the Meuse river basin, in the region of Limburg, in the southeast of the Netherlands. The research suggests that annual flood risk may increase by up to 185% by 2030 compared with 2000, as a result of combined land-use and climate changes. The independent contributions of climate change and land-use change to the simulated increase are 108% and 37%, respectively. The risk-reduction capacity of the implementation of spatial zoning measures, which are meant to limit and regulate developments in flood-prone areas, is between 25% and 45%. Mitigation factors applied to assess the potential impact of three mitigation strategies (dry-proofing, wet-proofing, and the combination of dry- and wet-proofing) in residential areas show that these strategies have a risk-reduction capacity of between 21% and 40%, depending on their rate of implementation. Combining spatial zoning and mitigation measures could reduce the total increase in risk by up to 60%. Policy implications of these results are discussed. They focus on the undertaking of effective mitigation measures, and possible ways to increase their implementation by households

V3: Integrated Management of Small Reservoirs for Multiple Uses

V3 project focuses on integrated management options at local scale for small reservoirs (SR), in a multiple use context. Integrated management of SR can aim at several objectives: (i) perpetuating infrastructures, obvious condition for socio-agro-ecosystem durability; (ii) protecting and if necessary improving the water quality for the various uses; (iii) reaching and enhancing water productivity potentials; (iv) seeking for equity (pro-poor position). These goals have to be compared and discussed with stakeholders’ perceptions and expectations: participative diagnosis and modeling will constitute a methodological baseline. For local management of SR, the sustainable enhancement of water productivity will require (i) to assess the different aspects of water productivity (present and its past evolution), and (ii) to test options for sustainable improvements. Assessment and test will be made with the stakeholders adopting two main ways: (1) through participative modeling of the SR functioning for testing possible evolutions, and (2) through implementing pilot operations to test some options in field conditions. Geographical analyses focusing on both diachronic (temporal evolution) and synchronic (spatial diversity) processes are thus required and will also constitute a baseline in our methodology. Developing descriptive and prospective models requires knowledge on processes and data. Quantification of local biophysical and socio-economical processes and their interactions will be addressed through combined approaches (field analyzes, experimental approaches, participative diagnosis and modeling, simulation games, etc.) Fluxes (of water, of matter, of chemicals, etc.), exchanges (of crops, of money, of information, etc.) and mobility (of people, of opportunities, etc.) will thus be specifically targeted. The externality of these flows may constitute a linchpin for further up- and out-scaling, as should be developed by V1, V2 and V4 projects. All these studies will be carried out in targeted illustrative pilot-sites located in Burkina Faso and in Ghana, and belonging to contrasted areas of the Volta Basin

Construction participative d’un modèle régional pour l’évaluation de la demande en eau agricole: un exemple dans le bassin de la Drôme

International audienceLa " gestion intégrée des ressources en eau " tente de rendre compte du fonctionnement d’" hydro-systèmes " qui rassemblent un ensemble de ressources et d’usages de l’eau en interaction au sein d’un territoire, qui lui-même recouvre diverses unités administratives ou politiques. Pour mettre en place cette gestion intégrée, certains pays ont opté pour une décentralisation : la gestion de l’eau est alors confiée à des organisations de bassin au sein desquels siègent des porte-parole des différents intérêts en jeu. Ces organisations soulignent le peu de support pour favoriser la concertation. Les outils disponibles mettent l’accent sur les processus biophysiques, mais proposent une représentation très simplifiée des usages notamment agricoles. Ces usages sont non seulement liés aux disponibilités en eau et à ses conditions d’accès, mais aussi au contexte technologique, économique, et institutionnel dans lequel les agriculteurs évoluent. Pour favoriser la concertation, nous proposons de construire avec les acteurs locaux une représentation du système dans lequel ils agissent, touchant à la fois aux aspects techniques, et économiques. L’objectif est de représenter les interactions entre ressource et usages (notamment agricoles), et d’évaluer les conséquences de scénarios imaginés à l’échelle du territoire. Ce modèle régional comprend donc (i) une caractérisation hydrologique simplifiée qui permet d’évaluer en entrée les disponibilités initiales de la ressource et de mesurer les impacts des prélèvements, (ii) un modèle bio-physique PILOT qui permet d’évaluer les consommations d’eau, et les rendements selon les pratiques agricoles et les conditions agroclimatiques, et (iii) un modèle technico-économique qui rend compte des choix techniques des agriculteurs et de leurs conséquences en termes économiques. Le modèle technicoéconomique des activités agricoles à l’échelle régionale s’appuie sur une typologie des exploitations et des ateliers de productions agricoles. Dans ce modèle, (i) les activités agricoles à l’échelle régionale sont la somme pondérée des activités des exploitations types (les pondérations correspondent aux effectifs d’exploitations), et (ii) les activités d’une exploitation type sont la somme pondérée d’ateliers de production types (les pondérations correspondent aux dimensions des ateliers). Cette structure permet d’agréger à l’échelle régionale les impacts des activités et de désagréger à l’échelle des exploitations et de leurs activités les conséquences de mesures globales. La construction participative du modèle régional s’appuie sur la mise en place dès le démarrage de l’étude d’un " groupe de pilotage ", composé des représentants des acteurs locaux. Ce groupe de pilotage participe à la modélisation en fournissant les données nécessaires et en validant chaque étape de la construction. Le modèle, construit et validé par Colloque - 13th IWRA World water congress, 1-4 september 2008, Montpellier tous les acteurs, peut alors contribuer à aider les décideurs locaux ou régionaux à élaborer des scénarios raisonnés pour définir des stratégies de gestion intégrée et durable de l’eau. Nous avons mis en oeuvre cette démarche dans le bassin de la Drôme dans le cadre du programme APPEAU financé par l’Agence Nationale de la Recherche (programme " Agriculture et Développement Durable "), et en nous appuyant sur les travaux du programme MIPAIS financé par l’Union Européenne (programme Interreg III Medoc). / The "integrated management of water resources" tries to convey the functioning of the "hydro-systems" which brings together a group of resources and uses of water. This group of resources and uses interacts within a territory, which itself includes various administrative or political units. In order to develop this integrated management, some countries have chosen decentralization: water management is then given to basin institutions within which representatives of the various key interests sit. These institutions emphasize the poor support they get to encourage the dialogue. Available tools emphasize biophysical process but provide a very simplified representation of uses, and particularly of farm uses. These uses are not only linked to water availabilities and to its conditions of access, but also to the technological, economic, and institutional background in which the farmers operate. With the local stakeholders, we suggest to build a model of the system in which they act. At the same time, this model includes the technical, economic, and environmental sides. Therefore, this regional model includes (i) a hydrological model, which enables to assess as input the initial resource availabilities and to measure the impacts of withdrawals, (ii) a biophysical model which enables to assess crop water needs, yields and environmental impacts according to agricultural practices and agro-climatic conditions, and (iii) a technical and economic model which conveys the technical choices of farmers and theirs economic consequences. The construction of the hydrological and biophysical models can be limited to the parameterization of pre-existing models. The technical and economic model of farm activities at the regional scale relies on a typology of farms and of farm production units; its structure has been designed to enable an aggregation and a desegregation of the results between various scales, which provides a detailed analysis of the studied scenarios. The participative construction of the regional model relies on the creation, from the start of the study, of a “steering group” compound of the representatives of local stakeholders. This steering group takes part in the modelling by supplying the necessary data and by validating each stage of the model construction. The model, build and validated by all the stakeholders, can then contribute to help the local or regional decision-makers to develop reasoned scenarios in order to define strategies of integrated and sustainable water management. We have implemented this approach in the Drôme basin within the framework of the APPEAU project funded by the "Agriculture et Développement Durable" program of the French National Research Agency, and by relying on the works of the MIPAIS project funded by the Programme Interreg III Medoc of the European Union. This paper presents the first results obtained

Le SIG, un outil de gestion de l'eau dans un périmètre irrigué: cas du secteur S7 au Gharb, Maroc

International audienceDepuis un siècle, la création de réseaux collectifs d'irrigation a été un moyen au service de la puissance publique pour atteindre ses objectifs de politique agricole et d'aménagement du territoire. En 1961, l'office national des irrigations s'est fixé une doctrine de l'intervention en matière de développement hydro agricole : priorité à la grande hydraulique, création de grands périmètres irrigués, mise au point d'un modèle d'aménagement, introduction des cultures sucrières et du contrat de cultures entre l'Etat et les agriculteurs, création de structures locales d'intervention plus proches des agriculteurs (les centres de mise en valeur). Ce modèle technique de l'aménagement hydro-agricole, notamment dans le périmètre irrigué du Gharb, résolvait, avec élégance, le problème majeur de l'articulation et de la gestion de nombreuses données dans un aménagement intégré : satisfaction des besoins en eau, disposition des cultures et des propriétés de façon à permettre le respect de l'assolement préconisé et la distribution des doses d'eau appropriées aux besoins des cultures. Le début des années1990 a été marqué par le désengagement de l'Etat du suivi de la gestion des périmètres irrigués et la libéralisation des assolements. Ainsi, libres dans leurs choix de production, les agriculteurs ont transformé leur système de production pour faire face à la nouvelle conjoncture économique (signature des accords de libre échange avec l'Europe et les USA, etc.). Dans ce nouveau contexte, le rôle des offices régionaux de mise en valeur agricole (Ormva) s'est limité à la prestation du service de vente de l'eau d'irrigation, de la gestion du réseau d'irrigation et de l'encadrement des agriculteurs. Les Ormva, se sont trouvés incapables de suivre la quasi-totalité des agriculteurs faisant partie de leur zone d'action. Cela est dû d'une part, à l'immensité des périmètres irrigués et, d'autre part, au manque de moyens humains et logistiques mis à la disposition des Ormva. La représentation cartographique reste le meilleur outil de la présentation de l'espace, mais pour la rendre dynamique, et en faire un outil de la création de dialogue entre les acteurs il faut lui donner un caractère dynamique. Une première analyse du système d'information de l'Ormva du Gharb a montré l'existence de nombreuses informations sur les cultures pratiquées, les consommations en eau qui peuvent générer de la connaissance sur ce qui se passe réellement sur le périmètre, mais ces informations sont dispersées dans les différents services, entre lesquels la circulation de ces données est presque inexistante. Ces données ne sont pas exploitées, ni vérifiées à cause de la difficulté de l'outil de gestion des données mis en place par l'Ormva et de l'immensité de l'effectif des détenteurs de codes (agriculteurs). Pour faire face à cette situation, la mise en place d'un dispositif d'observation territorial demeure une démarche indispensable pour la gestion des périmètres irrigués. Pour surmonter le problème d'accès à l'information, il est préconisé de mettre en place une cellule d'observation, qui sera formée des agents de plusieurs départements de l'Ormva, ce qui facilitera la disponibilité, la fluidité, le traitement des données et la circulation de l'information

Gestion intégrée de l'eau au sein d'un bassin versant

Il est proposé de concevoir un environnement de modélisation permettant d'envisager différentes alternatives de gestion du bassin correspondant à divers objectifs : valorisation, équité, durabilité. Cet environnement est fondé sur un système d'information à référence spatiale et temporelle, et propose une interface conviviale pour définir et activer différents modèles. Pour répondre à des questions concrètes de gestion, les thématiciens et acteurs du projet auront à définir les liaisons entre modèles de natures différentes, en assurant la cohérence des échelles d'étude spatiale et temporelle. Par exemple, sur la nappe de Kairouan il est intéressant de tester l'impact de politiques de taxation ou d'évolution du marché sur les dynamiques d'extension des exploitations agricoles privées et publiques en liaison avec l'état des réserves en eau. Afin de capitaliser les travaux effectués, il est proposé de développer un modèle de demande basé sur une représentation technico-économique des exploitations agricoles. Sur le bassin amont, il convient de développer des modèles hydrologiques afin d'évaluer l'impact d'aménagements du territoire comme les banquettes, les lacs collinaires. Des modèles d'allocation, basés sur une représentation de type arcs-noeuds, vont être utilisés afin d'explorer les limites des aménagements. Il est ainsi possible de simuler l'évolution de l'occupation du territoire, en activant le modèle d'allocation couplé au modèle hydrologique et au modèle de demande, et de tester la faisabilité de réallocations de l'eau au sein du bassin, issues d'une modélisation économétrique. Les tests des scénarios d'évolution nécessitent de nombreuses simulations, pertinentes en terme d'évolutions socio-économiques et représentatives de l'aléa hydrologique. (Résumé d'auteur

Close to Uniform Prime Number Generation With Fewer Random Bits

In this paper, we analyze several variants of a simple method for generating prime numbers with fewer random bits. To generate a prime $p$ less than $x$, the basic idea is to fix a constant $q\propto x^{1-\varepsilon}$, pick a uniformly random $a<q$ coprime to $q$, and choose $p$ of the form $a+t\cdot q$, where only $t$ is updated if the primality test fails. We prove that variants of this approach provide prime generation algorithms requiring few random bits and whose output distribution is close to uniform, under less and less expensive assumptions: first a relatively strong conjecture by H.L. Montgomery, made precise by Friedlander and Granville; then the Extended Riemann Hypothesis; and finally fully unconditionally using the Barban-Davenport-Halberstam theorem. We argue that this approach has a number of desirable properties compared to previous algorithms.Comment: Full version of ICALP 2014 paper. Alternate version of IACR ePrint Report 2011/48

Sharpenings of Li's criterion for the Riemann Hypothesis

Exact and asymptotic formulae are displayed for the coefficients $\lambda_n$ used in Li's criterion for the Riemann Hypothesis. For $n \to \infty$ we obtain that if (and only if) the Hypothesis is true, $\lambda_n \sim n(A \log n +B)$ (with $A>0$ and $B$ explicitly given, also for the case of more general zeta or $L$-functions); whereas in the opposite case, $\lambda_n$ has a non-tempered oscillatory form.Comment: 10 pages, Math. Phys. Anal. Geom (2006, at press). V2: minor text corrections and updated reference

Modules of Abelian integrals and Picard-Fuchs systems

We give a simple proof of an isomorphism between the two $\mathbb{C}[t]$-modules: the module of relative cohomologies $\Lambda^2/dH\land \Lambda^1$ and the module of Abelian integrals corresponding to a regular at infinity polynomial $H$ in two variables. Using this isomorphism, we prove existence and deduce some properties of the corresponding Picard-Fuchs system.Comment: A separate section discusses Fuchsian properties of the Picard-Fuchs system, Morse condition exterminated. Few errors were correcte

FFAT motif phosphorylation controls formation and lipid transfer function of inter‐organelle contacts

Organelles are physically connected in membrane contact sites. The endoplasmic reticulum possesses three major receptors, VAP‐A, VAP‐B, and MOSPD2, which interact with proteins at the surface of other organelles to build contacts. VAP‐A, VAP‐B, and MOSPD2 contain an MSP domain, which binds a motif named FFAT (two phenylalanines in an acidic tract). In this study, we identified a non‐conventional FFAT motif where a conserved acidic residue is replaced by a serine/threonine. We show that phosphorylation of this serine/threonine is critical for non‐conventional FFAT motifs (named Phospho‐FFAT) to be recognized by the MSP domain. Moreover, structural analyses of the MSP domain alone or in complex with conventional and Phospho‐FFAT peptides revealed new mechanisms of interaction. Based on these new insights, we produced a novel prediction algorithm, which expands the repertoire of candidate proteins with a Phospho‐FFAT that are able to create membrane contact sites. Using a prototypical tethering complex made by STARD3 and VAP, we showed that phosphorylation is instrumental for the formation of ER‐endosome contacts, and their sterol transfer function. This study reveals that phosphorylation acts as a general switch for inter‐organelle contacts