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Exploring regional irrigation water demand using typologies of farms and production units: an example from Tunisia
La plupart des mĂ©thodes utilisĂ©es pour prĂ©dire la consommation d'eau d'irrigation Ă l'Ă©chelle rĂ©gionale sont fondĂ©es sur des modĂšles biophysiques et les assolements. Leur objectif est de fournir des estimations prĂ©cises de la "demande d'eau" qui sont utiles pour la gestion des ressources en eau. Toutefois, dans le cas du libre accĂšs Ă la ressource en eau, par exemple le pompage dans une nappe phrĂ©atique, il est seulement possible d'Ă©viter la surexploitation au travers d'une "gestion" de la demande de l'eau basĂ©e sur les choix des agriculteurs et leurs comportement. Dans ce papier, nous proposons un cadre d'analyse pour reprĂ©senter les activitĂ©s agricoles en utilisant des typologies des exploitations agricoles et des unitĂ©s de production agrĂ©gĂ©es Ă l'Ă©chelle rĂ©gionale. Ce cadre peut ĂȘtre utilisĂ© pour estimer la consommation d'eau d'irrigation et d'autres intrants, ainsi que la production agricole. Ce cadre peut Ă©galement ĂȘtre utilisĂ© pour Ă©valuer les effets d'une technique, d'une mesure Ă©conomique ou de changements institutionnels sur le revenu agricole, et de prĂ©voir les consĂ©quences de ces changements Ă l'Ă©chelle rĂ©gionale. Nous avons utilisĂ© cette mĂ©thode en Tunisie centrale pour estimer la demande en eau d'irrigation en 1999. Nous avons ensuite simulĂ© les changements qui se produiraient si l'irrigation au goutte Ă goutte a Ă©tĂ© adoptĂ©e. Les rĂ©sultats de la simulation a montrĂ© des Ă©conomies d'eau et de main-d'Âœuvre, et une augmentation des rendements, avec une fertigation. Ainsi, l'utilisation de l'irrigation au goutte Ă goutte peut permettre aux agriculteurs d'Ă©tendre leurs superficies irriguĂ©es en goutte Ă goutte. Nous avons ensuite simulĂ© l'adoption gĂ©nĂ©ralisĂ©e de l'irrigation au goutte Ă goutte et l'extension des zones irriguĂ©es: les rĂ©sultats n'ont pas montrĂ© de baisse de besoins en eau Ă l'Ă©chelle rĂ©gionale. Ces hypothĂšses ont Ă©tĂ© confirmĂ©es en 2005 en utilisant de nouvelles typologies pour Ă©valuer la nouvelle demande en eau d'irrigation. Nous avons Ă©galement simulĂ© les effets de changements Ă©conomiques sur les revenus agricoles. Une augmentation importante du coĂ»t de l'eau a touchĂ© une minoritĂ© d'exploitations, qui a consommĂ© seulement 17% du total de l'eau d'irrigation, tandis qu'une lĂ©gĂšre diminution des prix de la pastĂšque et melon a touchĂ© une majoritĂ© des exploitations agricoles, qui a consommĂ© 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 Ă©conomiques, 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
Gestion intégrée de l'eau au sein d'un bassin versant
Dans la vallĂ©e du Merguellil, le barrage d'el Haouareb sĂ©pare le haut-bassin, trĂšs variĂ© dans sa gĂ©ologie, sa morphologie et son hydrologie, de la vaste plaine alluviale, plus homogĂšne, Ă©lĂ©ment de la plaine de Kairouan. Le barrage construit en 1989 bloque tous les Ă©coulements vers l'aval et provoque involontairement l'infiltration des eaux de surface vers un karst puissant, lui-mĂȘme en contact avec plusieurs aquifĂšres. Les interactions entre les diverses composantes hydrologiques rĂ©gionales sont nombreuses et encore insuffisamment quantifiĂ©es. Nous donnons ici l'Ă©tat des connaissances actuelles et les prochaines recherches Ă entreprendre. Comme attendu en milieu mĂ©diterranĂ©en semi-aride, les apports au barrage sont trĂšs variables dans le temps. A plus de 60 %, ils disparaissent dans le karst. La recharge des aquifĂšres, qui s'effectuait autrefois lors des crues les plus fortes du Merguellil, connaĂźt donc un nouveau rĂ©gime. Les annĂ©es les plus humides induisent toujours une remontĂ©e des piĂ©zomĂ©tries des nappes adjacentes (AĂŻn el Beidha Ă l'amont, alluvions de la plaine de Kairouan Ă l'aval). Cependant, le trait rĂ©gional majeur est la surexploitation de la nappe alluviale par des forages de plus en plus nombreux rĂ©pondant Ă une forte extension de l'irrigation. La baisse de cette nappe dĂ©passe 1 m/an par endroits et rien ne peut prĂ©sumer une diminution de cette chute dans les prochaines annĂ©es. (RĂ©sumĂ© d'auteur
Usages agricoles de l'eau et valorisation dans la plaine de Kairouan, Tunisie centrale
International audienceLe bassin du Merguellil en Tunisie centrale a Ă©tĂ© retenu par le gouvernement comme zone pilote pour une Ă©tude de gestion intĂ©grĂ©e de l'eau en milieu semi-aride. Le programme MERGUSIE (MErguellil : Ressources, Gestion et USages IntĂ©grĂ©s de l'Eau) a Ă©tĂ© conçu pour rĂ©alisĂ© cette Ă©tude. Ce programme de recherche-dĂ©veloppement rĂ©pond d'une part Ă un souci stratĂ©gique de traiter le problĂšme de l'eau par une action simultanĂ©e sur l'offre et la demande, et d'autre part d'analyser en profondeur un bassin opposant une partie amont oĂč se constituent les ressources en eau et avec peu d'usages hors des forages pour l'eau potable, Ă une plaine aval, Ă l'ouest de Kairouan, fortement agricole et pratiquant des productions irriguĂ©es Ă partir d'une nappe dont le niveau baisse d'annĂ©e en annĂ©e. Le lien entre ces deux zones se fait par le barrage d'El Haouareb, dont la retenue recharge la nappe Ă l'aval. Une premiĂšre phase, de 1998 Ă 2001, a permis d'acquĂ©rir des connaissances sur la zone d'Ă©tude. La thĂšse de S. Feuillette (2001) a notamment montrĂ© la dynamique de multiplication des puits et d'extension des surfaces irriguĂ©es dans la plaine de Kairouan. Durant la seconde phase du programme, une typologie des exploitations agricoles dans le bassin amont a Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©e (Albouchi, 2006) et les divers modes de conduite des cultures de pastĂšque et de piment dans la plaine aval ont Ă©tĂ© analysĂ©s (Champion, 2003) : il a Ă©tĂ© montrĂ© que l'irrigation ne concerne actuellement qu'une trĂšs faible minoritĂ© d'exploitations Ă l'amont du barrage, alors qu'on observe Ă l'aval une gĂ©nĂ©ralisation du goutte Ă goutte sur les cultures maraĂźchĂšres et l'arboriculture. Nous avons donc choisi de mesurer l'impact de la gĂ©nĂ©ralisation de cette technique d'irrigation Ă©conome en eau sur l'Ă©volution de la demande agricole en eau et sa valorisation. Pour rĂ©aliser cette Ă©valuation nous avons mis en oeuvre les mĂ©thodes proposĂ©es par Le Grusse et al. (2006) qui se fondent sur l'agrĂ©gation des activitĂ©s des exploitations agricoles Ă l'Ă©chelle rĂ©gionale en utilisant une typologie des exploitations et de leurs activitĂ©s de production. Nous avons proposĂ© au CRDA de Kairouan d'actualiser la typologie rĂ©alisĂ©e par Feuillette (2001) pour (i) vĂ©rifier les hypothĂšses d'Ă©volution proposĂ©es Ă cette Ă©poque, (ii) Ă©valuer la nouvelle demande agricole en eau et sa valorisation Ă l'aval du barrage, et (iii) rĂ©flĂ©chir aux possibles Ă©volutions futures
Evolution de la ressource en eau dans la vallée du Merguellil (Tunisie centrale)
International audienceLa plaine de Kairouan (Tunisie centrale) se trouve au dĂ©bouchĂ© des trois grandes vallĂ©es du ZĂ©roud, du Merguellil et du Nebhana. Dans ce contexte semi-aride (pluies moyennes entre 200 et 400 mm.anâ1), l'intensification de l'irrigation au cours des derniĂšres dĂ©cennies a suscitĂ© une forte croissance de la demande en eau. En mĂȘme temps, diffĂ©rents amĂ©nagements affectent l'ensemble du fonctionnement hydrologique : multiples ouvrages de conservation des eaux et des sols, petits et moyens, d'une part, grands barrages de protection contre les crues sur les trois oueds majeurs d'autre part. La distribution de l'eau B la surface du bassin-versant et dans le sous-sol a donc considĂ©rablement Ă©voluĂ© et change encore. Dans la plaine du Merguellil, Ă l'aval du barrage el Haouareb, la nappe alluviale quaternaire est devenue la seule ressource en eau disponible. Elle est actuellement exploitĂ©e sans rĂ©el contrĂŽle, ce qui conduit Ă une baisse sensible de son niveau (de 0,25 Ă 1 m par an). Elle n'est plus alimentĂ©e comme en rĂ©gime naturel par les crues de l'oued, dĂ©sormais entiĂšrement bloquĂ©es par le barrage. Elle ne reçoit plus que les apports des nappes latĂ©rales et le flux souterrain passant sous le barrage. L'avenir du dĂ©veloppement agricole rĂ©gional dĂ©pend de maniĂšre Ă©vidente de la maĂźtrise de la ressource souterraine et donc de sa bonne connaissance. MalgrĂ© de multiples mesures de terrain et Ă©tudes entreprises depuis plusieurs dĂ©cennies, il reste encore de nombreuses incertitudes qui rendent le bilan actuel de la nappe trĂšs incertain, Ă la fois sur les flux entrants et sortants. La surexploitation est nette et gĂ©nĂ©rale et aucune solution alternative simple n'apparaĂźt. Le risque d'augmentation Ă long terme de la minĂ©ralisation existe mais ce problĂšme est moins grave et moins immĂ©diat que la baisse piĂ©zomĂ©trique
Approche géochimique de la vulnérabilité des eaux souterraines de la nappe phréatique de la plaine de Kairouan (Tunisie)
DATA ASSIMILATION BASED NUMERICAL SIMULATIONS TO ASSIST REAL-TIME SMOKE CONTROL MANAGEMENT IN LARGE SPACES
Abstract The work presented in this paper illustrates the concept of numerical simulations for real-time 'Numerical Fire Forecast' (NFF), applied to smoke control management in large spaces. The numerical calculations performed within the Inverse Zone Modelling framework are based on a series of full scale experiments conducted using the Japanese Building Research Institute (BRI) fire test facility. The experimental set-up consists of a large space of 720m 2 floor area and 26.3m ceiling height, equipped with shafts and fans to study different smoke control options. The measurements include the smoke layer interface (from thermocouples, photometers and visual observation), the smoke layer temperature at different heights (using thermocouples) and the mass flows of air and hot smoke through mechanical and natural vents. In the case of natural filling (i.e. no mechanical or natural venting), the assimilation of smoke layer height data within a 30 s window results in more than 4 minutes lead time of the forecast, with a good level of confidence. Predictions are given in terms of smoke layer height and upper layer temperature. The steady-state value of the methanol fire (Q c = 1300 kW) has been estimated after 30 s with less than 10% error. Widening the assimilation window does not improve the forecast. When mechanical ventilation is activated after the assimilation process with a sufficiently high exhaust rate, the forecast shows with a relatively substantial positive lead time, safe levels of smoke interface height. Introduction Fire Safety Engineering is a multi-disciplinary science, which aims at designing fire-safe buildings with appropriate solutions to preserve property and, most importantly, human life. Therefore, before the construction (or the renovation) of a building, architects, fire engineers and regulators need to consider a given set of fire scenarios in order to examine different options and choose the most appropriate one(s). For this purpose, a large amount of tools have been developed across the years in order to provide an answer to various questions that arise when studying the complex phenomenon of a fire. These questions are often related to the integrity of the building (fire resistance of the structure), fire and smoke spread, and evacuation. The tools used range from simple engineering hand-calculations to the more sophisticated computational fluid and solid mechanics. Many fire simulation tools have been developed to provide guidance in a priori studies. The level of complexity already reached in these tools and the required computational resources render their use for real time predictions impossible. Subsequently, fire fighters have to rely on their intuition and experience as to the decisions and actions to take in real fire situations. It is in this context that the concept of sensor assisted fire fighting has emerge
Numerical simulation of strongly nonlinear and dispersive waves using a Green-Naghdi model
We investigate here the ability of a Green-Naghdi model to reproduce strongly
nonlinear and dispersive wave propagation. We test in particular the behavior
of the new hybrid finite-volume and finite-difference splitting approach
recently developed by the authors and collaborators on the challenging
benchmark of waves propagating over a submerged bar. Such a configuration
requires a model with very good dispersive properties, because of the
high-order harmonics generated by topography-induced nonlinear interactions. We
thus depart from the aforementioned work and choose to use a new Green-Naghdi
system with improved frequency dispersion characteristics. The absence of dry
areas also allows us to improve the treatment of the hyperbolic part of the
equations. This leads to very satisfying results for the demanding benchmarks
under consideration
The nucleolar protein nucleophosmin is physiologically secreted by endothelial cells in response to stress exerting proangiogenic activity both in vitro and in vivo
Nucleophosmin (NPM), a nucleolar multifunctional phosphoprotein, acts as a stress sensor in different cell types. NPM can be actively secreted by inflammatory cells, however its biology on endothelium remains unexplored. In this study, we show for the first time that NPM is secreted by human vein endothelial cells (HUVEC) in the early response to serum deprivation and that NPM acts as a pro-inflammatory and angiogenic molecule both in vitro and in vivo. Accordingly, 24 h of serum starvation condition induced NPM relocalization from the nucleus to cytoplasm. Interestingly, NPM was increasingly excreted in HUVEC-derived conditioned media in a time dependent fashion upon stress conditions up to 24 h. The secretion of NPM was unrelated to cell necrosis within 24 h. The treatment with exogenous and recombinant NPM (rNPM) enhanced migration as well as the Intercellular Adhesion Molecule 1 (ICAM-1) but not Vascular cell adhesion protein 1 (VCAM-1) expression and it did not affect cell proliferation. Notably, in vitro tube formation by Matrigel assay was significantly increased in HUVEC treated with rNPM compared to controls. This result was confirmed by the in vivo injection of Matrigel plug assay upon stimulation with rNPM, displaying significant enhanced number of functional capillaries in the plugs. The stimulation with rNPM in HUVEC was also associated to the increased expression of master genes regulating angiogenesis and migration, including Vascular Endothelial Growth Factor-A (VEGF-A), Hepatocyte Growth Factor (HGF), Stromal derived factor-1 (SDF-1), Fibroblast growth factor-2 (FGF-2), Platelet Derived Growth Factor-B (PDGF-B), and Matrix metallopeptidase 9 (MMP9). Our study demonstrates for the first time that NPM is physiologically secreted by somatic cells under stress condition and in the absence of cell necrosis. The analysis of the biological effects induced by NPM mainly related to a pro-angiogenic and inflammatory activity might suggest an important autocrine/paracrine role for NPM in the regulation of both phenomena
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